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[摘 要]短波通信与人民的日常生活联系十分紧密，一直在天气预报、信息传递、信号传送等众多领域发挥着巨大的作用。从实际的工作过程中发现，短波通信渠道上存在着路径衰落与退步的问题，会造成信息在传递过程中出现了严重的失真和数据丢失。正是由于上述问题的存在，自适应信道均衡技术应运而生，成为短波通信中必不可少的辅助性技术。本论文首先叙述了关于短波通信的基本内容，其次介绍了关于自适应信道均衡技术的内容，展开了详细的算法讲述，希望能推动自适应信道均衡技术在短波通信中的应用。
[关键词]短波通信；自适应信道均衡技术；应用
中图分类号：TN925 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）40-0370-01
引言
短波通信是通过电离层反射进行的，由于电离层分层、不均匀、各向异性、色散、随机，有时空性介质具有不可摧毁性。但是，由于在短波传输信道上存在着多径与衰落现象，使收到的信号出现严重的频率选择性衰落，而且，衰落随时间的变化速度很快，很容易产生码间干扰。因此，短波信道能否保证可靠通信，主要取决于以下两个因素：电离层的电波传播问题、通信信道的干扰问题。对于通信信道的干扰，我们可以用均衡器来减少。
1 短波通信简述
短波通信与人民的日常生活联系十分紧密，一直在天气预报、信息传递、信号传送等众多领域发挥着巨大的作用。短波通信主要包含了以大地为介质的地传播方式和以电离层为介质的空气传播，地传播有效的实现了短距离区域之间的信息传递，而电离层传播有效的实现了远距离之间的信息传递。除此之外，其也摆脱了复杂的地势等不利因素的影响，传播速度更加便捷与迅速。但从实际的工作过程中发现，短波通信渠道上存在着路径衰落与退步的问题，这使得信息在传递过程中出现了严重的失真和数据丢失，严重的降低了信号传输效率。其次，这种衰落会随时间产生不同频率的变化，极易产生各种不良干扰数据码。正是由于上述问题的存在，自适应信道均衡技术应运而生，成为短波通信中必不可少的辅助性技术。
2 自适应均衡技术理论
2.1 自适应均衡器的基本原理
自适应均衡的结构可以是横向结构以及格形结构，由分为若干级的延迟线构成，最常用的均衡器结构是线性横向均衡器，线性横向均衡器的传递函数可以被表示成延迟符号是由于线性横向均衡器级与级之间延迟时间的间隔为T，且延迟单元的增益相同。在实现中，平台的费用、功耗以及无线传播特性支配着均衡器的结构及其算法的选择，最简单的线性横向均衡器只使用前馈延时，其传递函数是多项式，在便携式无线电话的应用中，当需要让用户的通话时长尽量加长时，用户单元的电池使用时间是关键的。对于IIR型均衡器则存在不稳定性问题，当进行自适应处理过程中出现极点移出单位圆之外时，会使均衡器产生不稳定，所以很少被使用。只有均衡器所带来的链路性能的改进能抵消费用和功耗所带来的负面影响时，均衡器才会得到应用。
2.2 自适应均衡技术特点
码间干扰会造成一个数据流中数据彼此影响，是影响数字信号传输可靠性的一个主要因素，造成信号失真。在一个通信系统中常采用被称为信道均衡的信号处理技术，是克服码间干扰引起失真的有效方法。均衡器去掉码间干扰的影响，通过滤波器或其他技术来重建原始信号，提高數据传输的可靠性。由于无线信道通常是多径信道，在这种信道中，原始信号的延迟信号进入信道，并在信道的输出端与原始信号进行叠加，利用自适应均衡技术消除无线移动信道的码间干扰上，可用来有效地克服由于码间干扰引起的信号失真。移动信道是时变的，传播环境中障碍物的移动，都会造成信道随时间而变化。自适应均衡技术属于自适应滤波技术的一种，按结构划分主要的均衡器有以下3类：最大似然序列估值器、判决反馈均衡和线性均衡器。常用的均衡器为判决反馈均衡器和最大似然序列估值器，线性均衡器的性能较差一般不常用。宽带无线通信系统的主要缺陷在于由于信道多径效应的障碍使目前的通信系统不能提供高速数据率，它们都属于非线性均衡器的范，不能满足因特网、多媒体等应用场合的需求。在未来的通信领域，自适应均衡技术也获得了广泛的研究和采纳，被认为是4G系统最有可能采用的克服码间干扰的方案。
2.3 自适应均衡技术的应用范围
自适应技术的应用范围概括来说有3大点；自适应技术一般要求工作在双工传输的情况下；自适应结构要求在接收端要有准确的信道估计以及信道估计和反馈路径的总时延要比信道变化快。自适应技术通常是在接收端反馈信息的指挥下，实时的对系统参数进行调整来实现最佳的，在信道状态信息的提示下合理调整系统参数，双工的传输模式仍凭借其简单的运作体制，在实际系统中被较多采用。准确的信道估计是自适应技术不可缺少的重要条件，失去了准确的信道状态信息，像失去了指挥棒一样，必然会造成系统性能的严重恶化，无法正常发挥其作用。信道估计时间tp加反馈路径时延tj应小于信道的相干时间。在集成电路飞速发展和信道估计技术日益成熟的今天，实现对系统参数的调整已不是一件困难的事情。
3 自适应信道均衡技术
众所周知，自适应信道均衡算法是自适应信道均衡技术的开展关键，一套精准有效的自适应信道均衡算法可以在很大程度上提升自适应信道均衡技术的整体应用。在实际的工作过程中存在着多种计算方法，但使用最为广泛和有效的就是LS格型算法和平方根卡尔曼算法，两者具有各自的优点和局限性：
3.1 LS格型算法
LS格型算法的一个最为鲜明的特点就是其可以将据衡器各阶上的前向误差和反向误差进行正交分解，这样处理后的结果是后面每一个阶层上的数据增加变化情况都不会影响到在其前面每一阶层上的数据运算，具有独立性和模块性。LS格型算法具有很好的处理特性，减少了工作量，提升了总体技术的收敛速度和工作效率。
3.2 平方根卡尔曼算法
平方根卡尔曼算法主要是应用了误差斜方阵的因式分解知识，从而计算出误差矩阵中的数学对称结构。众所周知，平方根卡尔曼算法是在卡尔曼算法和快速卡尔曼算法的基础上发展形成的，其继承了卡尔曼算法的基本原理，同时也继承了快速卡尔曼算法的高效性和便利性。当抽头数量N小于12时，快速卡尔曼算法的计算量与准备工作明显要少于LS格型算法。
结束语
短波通信与人民的日常生活联系十分紧密，一直在天气预报、信息传递、信号传送等众多领域发挥着巨大的作用。本论文首先叙述了关于短波通信的基本内容，其次介绍了关于自适应信道均衡技术的内容，展开了详细的算法讲述，希望能推动自适应信道均衡技术在短波通信中的应用。
参考文献
[1] 刘继承，姚建红.时变信道的自适应均衡算法比较[J].大庆石油学院学报，2004（4）.
[2] 张森，张正亮，等.MATLAB仿真技术与实例应用教程[M].机械工业出版社，2004.
[3] 谢胜利，梁廷页.自适应信道均衡在短波通信中的应用研究[J].移动通信，2003（1）.
[关键词]短波通信；自适应信道均衡技术；应用
中图分类号：TN925 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）40-0370-01
引言
短波通信是通过电离层反射进行的，由于电离层分层、不均匀、各向异性、色散、随机，有时空性介质具有不可摧毁性。但是，由于在短波传输信道上存在着多径与衰落现象，使收到的信号出现严重的频率选择性衰落，而且，衰落随时间的变化速度很快，很容易产生码间干扰。因此，短波信道能否保证可靠通信，主要取决于以下两个因素：电离层的电波传播问题、通信信道的干扰问题。对于通信信道的干扰，我们可以用均衡器来减少。
1 短波通信简述
短波通信与人民的日常生活联系十分紧密，一直在天气预报、信息传递、信号传送等众多领域发挥着巨大的作用。短波通信主要包含了以大地为介质的地传播方式和以电离层为介质的空气传播，地传播有效的实现了短距离区域之间的信息传递，而电离层传播有效的实现了远距离之间的信息传递。除此之外，其也摆脱了复杂的地势等不利因素的影响，传播速度更加便捷与迅速。但从实际的工作过程中发现，短波通信渠道上存在着路径衰落与退步的问题，这使得信息在传递过程中出现了严重的失真和数据丢失，严重的降低了信号传输效率。其次，这种衰落会随时间产生不同频率的变化，极易产生各种不良干扰数据码。正是由于上述问题的存在，自适应信道均衡技术应运而生，成为短波通信中必不可少的辅助性技术。
2 自适应均衡技术理论
2.1 自适应均衡器的基本原理
自适应均衡的结构可以是横向结构以及格形结构，由分为若干级的延迟线构成，最常用的均衡器结构是线性横向均衡器，线性横向均衡器的传递函数可以被表示成延迟符号是由于线性横向均衡器级与级之间延迟时间的间隔为T，且延迟单元的增益相同。在实现中，平台的费用、功耗以及无线传播特性支配着均衡器的结构及其算法的选择，最简单的线性横向均衡器只使用前馈延时，其传递函数是多项式，在便携式无线电话的应用中，当需要让用户的通话时长尽量加长时，用户单元的电池使用时间是关键的。对于IIR型均衡器则存在不稳定性问题，当进行自适应处理过程中出现极点移出单位圆之外时，会使均衡器产生不稳定，所以很少被使用。只有均衡器所带来的链路性能的改进能抵消费用和功耗所带来的负面影响时，均衡器才会得到应用。
2.2 自适应均衡技术特点
码间干扰会造成一个数据流中数据彼此影响，是影响数字信号传输可靠性的一个主要因素，造成信号失真。在一个通信系统中常采用被称为信道均衡的信号处理技术，是克服码间干扰引起失真的有效方法。均衡器去掉码间干扰的影响，通过滤波器或其他技术来重建原始信号，提高數据传输的可靠性。由于无线信道通常是多径信道，在这种信道中，原始信号的延迟信号进入信道，并在信道的输出端与原始信号进行叠加，利用自适应均衡技术消除无线移动信道的码间干扰上，可用来有效地克服由于码间干扰引起的信号失真。移动信道是时变的，传播环境中障碍物的移动，都会造成信道随时间而变化。自适应均衡技术属于自适应滤波技术的一种，按结构划分主要的均衡器有以下3类：最大似然序列估值器、判决反馈均衡和线性均衡器。常用的均衡器为判决反馈均衡器和最大似然序列估值器，线性均衡器的性能较差一般不常用。宽带无线通信系统的主要缺陷在于由于信道多径效应的障碍使目前的通信系统不能提供高速数据率，它们都属于非线性均衡器的范，不能满足因特网、多媒体等应用场合的需求。在未来的通信领域，自适应均衡技术也获得了广泛的研究和采纳，被认为是4G系统最有可能采用的克服码间干扰的方案。
2.3 自适应均衡技术的应用范围
自适应技术的应用范围概括来说有3大点；自适应技术一般要求工作在双工传输的情况下；自适应结构要求在接收端要有准确的信道估计以及信道估计和反馈路径的总时延要比信道变化快。自适应技术通常是在接收端反馈信息的指挥下，实时的对系统参数进行调整来实现最佳的，在信道状态信息的提示下合理调整系统参数，双工的传输模式仍凭借其简单的运作体制，在实际系统中被较多采用。准确的信道估计是自适应技术不可缺少的重要条件，失去了准确的信道状态信息，像失去了指挥棒一样，必然会造成系统性能的严重恶化，无法正常发挥其作用。信道估计时间tp加反馈路径时延tj应小于信道的相干时间。在集成电路飞速发展和信道估计技术日益成熟的今天，实现对系统参数的调整已不是一件困难的事情。
3 自适应信道均衡技术
众所周知，自适应信道均衡算法是自适应信道均衡技术的开展关键，一套精准有效的自适应信道均衡算法可以在很大程度上提升自适应信道均衡技术的整体应用。在实际的工作过程中存在着多种计算方法，但使用最为广泛和有效的就是LS格型算法和平方根卡尔曼算法，两者具有各自的优点和局限性：
3.1 LS格型算法
LS格型算法的一个最为鲜明的特点就是其可以将据衡器各阶上的前向误差和反向误差进行正交分解，这样处理后的结果是后面每一个阶层上的数据增加变化情况都不会影响到在其前面每一阶层上的数据运算，具有独立性和模块性。LS格型算法具有很好的处理特性，减少了工作量，提升了总体技术的收敛速度和工作效率。
3.2 平方根卡尔曼算法
平方根卡尔曼算法主要是应用了误差斜方阵的因式分解知识，从而计算出误差矩阵中的数学对称结构。众所周知，平方根卡尔曼算法是在卡尔曼算法和快速卡尔曼算法的基础上发展形成的，其继承了卡尔曼算法的基本原理，同时也继承了快速卡尔曼算法的高效性和便利性。当抽头数量N小于12时，快速卡尔曼算法的计算量与准备工作明显要少于LS格型算法。
结束语
短波通信与人民的日常生活联系十分紧密，一直在天气预报、信息传递、信号传送等众多领域发挥着巨大的作用。本论文首先叙述了关于短波通信的基本内容，其次介绍了关于自适应信道均衡技术的内容，展开了详细的算法讲述，希望能推动自适应信道均衡技术在短波通信中的应用。
参考文献
[1] 刘继承，姚建红.时变信道的自适应均衡算法比较[J].大庆石油学院学报，2004（4）.
[2] 张森，张正亮，等.MATLAB仿真技术与实例应用教程[M].机械工业出版社，2004.
[3] 谢胜利，梁廷页.自适应信道均衡在短波通信中的应用研究[J].移动通信，2003（1）.