[发明专利]一种基于二维信息熵的接收波束优选分集装置

说明书

本发明公开了一种基于二维信息熵的接收波束优选分集装置，包括阵列接收天线、阵列接收信号采集单元、二维信息熵分析器、波束信号处理单元、波束控制单元、优选分集接收控制器、优选接收与帧同步单元、分集接收解调单元以及译码器。本发明使用数字阵列接收天线得到接收多波束信号，采用二维信息熵分析方法对接收多波束信号进行相关和信息熵分析，通过二维信息熵提取接收信号的最大信息熵和合并信息熵对最佳波束组合进行优选，实现接收波束优选分集，增加分集手段，使设备性能提升8dB，可用于超视距衰落信道下的信息传输，特别适用于点对多点组网超视距通信，并且支持TDD与FDD两种通信体制。

技术领域

本发明涉及散射通信领域，特别是公开了一种基于二维信息熵的接收波束优选分集装置，该装置特别适用于使用阵列天线的对流层散射通信设备实现接收波束优选分集接收，显著提升设备性能。

背景技术

在散射通信中，由于散射通信具有传输距离远、时延小、信道稳定可靠、三抗能力强等优势，是主要的军事通信手段。目前，使用阵列天线的对流层散射通信设备支持多波束收发，用于散射组网通信；散射通信接收信号存在严重的衰落，该类型散射通信设备目前主要采用频率分集抗衰落，分集能力较弱，设备多波束收发的优势尚未得到充分发挥，性能可进一步提升。针对目前使用阵列天线的散射通信设备抗衰落手段单一、分集不足的缺点，本发明提出了一种基于二维信息熵的接收波束优选分集装置，适用于TDD与FDD两种通信体制，主要采用二维信息熵分析方法对接收多波束信号进行相关和信息熵分析，通过二维信息熵提取接收信号的最大信息熵和合并信息熵对最佳波束组合进行优选，实现接收波束优选分集，较之前分集接收方法性能提升8dB，显著提升设备性能。

发明内容

本发明的目的通过基于二维信息熵接收波束优选分集装置实现使用阵列天线的散射通信设备性能提升。本发明采用二维信息熵分析方法对接收多波束信号进行相关和信息熵分析，通过二维信息熵提取接收信号的最大信息熵和合并信息熵对最佳波束组合进行优选，实现接收波束优选分集，增加分集手段，使设备性能提升8dB，并且适用于TDD与FDD两种通信体制。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于二维信息熵的接收波束优选分集装置，包括阵列接收天线、阵列接收信号采集单元、二维信息熵分析器、波束信号处理单元、波束控制单元、优选分集接收控制器、优选接收与帧同步单元、分集接收解调单元以及译码器；

接收信号进入阵列接收天线，完成阵列模拟信号的接收，并将模拟信号送入阵列接收信号采集单元；

波束控制单元产生波束控制信号和波束成形信号，并分别输出至阵列接收信号采集单元和波束信号处理单元；

阵列接收信号采集单元依据波束控制信号对接收阵列模拟信号进行模数转换，得到数字信号，并送入波束信号处理单元；

波束信号处理单元按照波束成形信号指示，对接收阵列数字信号进行数字波束成形处理，得到波束信号，并将波束信号分别送入二维信息熵分析器和优选接收与帧同步单元；

二维信息熵分析器对波束信号进行相关和信息熵分析，提取接收信号的二维信息熵矩阵信息，并将其送入优选分集接收控制器；

优选分集接收控制器采用二维信息熵提取析构与分析评估方式获得最大信息熵波束信息和最大合并信息熵信息，得出最佳波束组合，并将接收波束优选控制信号输出至优选接收与帧同步单元；

优选接收与帧同步单元依据接收波束优选控制信号对接收波束信号进行优选，同时对优选的波束信号进行帧匹配，实现帧同步，获得优选接收信号并输出至分集接收解调单元；

分集接收解调单元对优选后的接收信号进行解调，将基带信号从载波中提取出来，送入译码器；

译码器按照译码原则，完成基带信号译码，最终得出业务信息。

进一步地，二维信息熵分析器包括波束信号预处理器、抗多径处理器、波束信号分析控制器、相关系数分析器、信息熵分析器、相关矩阵产生器和二维相关信息熵矩阵合成器；