基于信道盲估计的水声MPSK信号盲Turbo均衡方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112866151A(43)申请公布日2021.05.28(21)申请号202110064079.4(22)申请日2021.01.18(71)申请人中国人民解放军战略支援部队信息工程大学地址450000河南省郑州市高新区科学大道62号(72)发明人郭悦王彬武鲁鲁李勇斌王海旺唐强孟钰婷裴喜龙(74)专利代理机构郑州大通专利商标代理有限公司41111代理人周艳巧(51)Int.Cl.H04L25/02(2006.01)H04L25/03(2006.01)H04B13/02(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图4页(54)发明名称基于信道盲估计的水声MPSK信号盲Turbo均衡方法(57)摘要本发明属于信道盲均衡技术领域，特别涉及一种基于信道盲估计的水声MPSK信号盲Turbo均衡方法，通过构建水声通信信号模型，该信号模型中发送端和接收端通信双方依据约定参数发送线性调频信号作为前导信号，并经过保护间隔后根据通信双方约定调制方式收发数据报文；对接收端线性调频信号进行分数阶傅里叶变换，获取信道参数估计值；并依据接收端保护间隔获取噪声功率估计值；结合信道参数估计值和噪声功率估计值，对接收端MPSK信号进行Turbo均衡。本发明不再借助数据报文，而是充分利用前导LFM信号获得信道估计值，节省自适应滤波进行信道估计的收敛时间，在低信噪比下也能获得较为准确的信道估计值，提升盲Turbo均衡的性能。CN112866151ACN112866151A权利要求书1/2页1.一种基于信道盲估计的水声MPSK信号盲Turbo均衡方法，其特征在于，包含如下内容：构建水声通信信号模型，该信号模型中发送端和接收端通信双方依据约定参数发送线性调频信号作为前导信号，并经过保护间隔后根据通信双方约定调制方式收发数据报文；对接收端线性调频信号进行分数阶傅里叶变换，获取信道参数估计值；并依据接收端保护间隔获取噪声功率估计值；结合信道参数估计值和噪声功率估计值，对接收端MPSK信号进行Turbo均衡。2.根据权利要求1所述的基于信道盲估计的水声MPSK信号盲Turbo均衡方法，其特征在于，水声通信信号模型中，接收端接收到的线性调频信号、保护间隔和MPSK信号分别表示为：yInterval(t)＝n(t)、其中，yLFM(t)、yInterval(t)和yMPSK(t)分别表示对应的线性调频、保护间隔和MPSK接收信号，xLFM(t)、xMPSK(t)分别表示对应的线性调频、MPSK发射信号，h(t)为水声信道冲激响应，n(t)为高斯白噪声。3.根据权利要求1或2所述的基于信道盲估计的水声MPSK信号盲Turbo均衡方法，其特征在于，信道参数估计值获取中，对经过水声信道的接收端线性调频信号进行分数阶傅里叶变换，依据分数阶傅里叶变换系列峰值及峰值对应路径来获取用于Turbo均衡的信道参数估计值的等效基带信道估计值。4.根据权利要求3所述的基于信道盲估计的水声MPSK信号盲Turbo均衡方法，其特征在于，通过分数阶傅里叶变换系列峰值中峰值模方最大值获取最佳分数阶数，并依据最佳分数阶数得到信道冲击响应路径数；通过分数阶傅里叶变换中各个峰值对应路径的增益和延时得到信道估计值；对信道估计值进行过采倍数抽取获取等效基带信道估计值。5.根据权利要求1或2所述的基于信道盲估计的水声MPSK信号盲Turbo均衡方法，其特征在于，设定保护间隔内接收的为纯噪声，利用保护间隔获取噪声功率估计值。6.根据权利要求5所述的基于信道盲估计的水声MPSK信号盲Turbo均衡方法，其特征在于，获取噪声功率估计值的公式表示为其中，yInterval(n)为保护间隔采样数据，NInterval为保护间隔采样长度。7.根据权利要求1所述的基于信道盲估计的水声MPSK信号盲Turbo均衡方法，其特征在于，选用MMSE均衡器，将信道参数估计值和噪声功率估计值作为参数提供给MMSE均衡器对MPSK信号进行时域Turbo均衡。8.根据权利要求7所述的基于信道盲估计的水声MPSK信号盲Turbo均衡方法，其特征在于，输入xk的估计值计算公式表示为：其中，wk为均衡器抽头系数，为矩阵的第k列，L为响应阶数，nk为独立同分布复高斯变量；当均方误差最小时，得到MMSE均衡器，均方误差MSE表示为2CN112866151A权利要求书2/2页9.根据权利要求7或8所述的基于信道盲估计的水声MPSK信号盲Turbo均衡方法，其特征在于，时域Turbo均衡中，首先利用均衡器删除信道符号间干扰，将均衡器软输出送入对应译码器，均衡器接收译码器软输出作为先验信息，对接收信道符号迭代均衡。10.根据权利要求8所述的基于信道盲估计的水声MPSK信号盲Turbo均