海洋水声通信盲信道均衡方法.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CN111447157A(43)申请公布日2020.07.24(21)申请号202010192869.6(22)申请日2020.03.18(71)申请人青岛海洋科学与技术国家实验室发展中心地址266237山东省青岛市即墨鳌山卫问海路1号(72)发明人张祥光汪嘉宁王凡(74)专利代理机构青岛联智专利商标事务所有限公司37101代理人王艳珍(51)Int.Cl.H04L25/02(2006.01)H04B13/02(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称海洋水声通信盲信道均衡方法(57)摘要本发明公开了一种海洋水声通信盲信道均衡方法，包括以下步骤：(1)、对接收信号进行采样，构造观测向量x(i)；(2)、计算观测向量x(i)的相关函数Rx，获取Rx分别在时延为0时的时间平均估计和时延为1时的时间平均估计(3)、根据估计噪声方差σ2和信号子空间的维数d；(4)、计算Rx的对角分解F；(5)、根据和对海洋水声通信盲信道的传输函数进行时间平均估计，得到(6)、对信源信号进行估计，得到本发明的海洋水声通信盲信道均衡方法，采用盲信道辨识技术，及时控制时变及空变信道的参数，及时更新均衡器的参数，以便接收端在不知道信道参数的情况下能正确地接收信源所发送的信号，确保信号在CN111447157A复杂海洋环境下的稳定高效传输。CN111447157A权利要求书1/2页1.一种海洋水声通信盲信道均衡方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、对接收信号进行采样，构造观测向量x(i)：Tx(i)＝[x(t0+Δ+iT),...,x(t0+mΔ+iT)],i＝0,1,...；其中，T为码间间隔，T＝TsΔ，Ts为过采样周期，Δ为采样间隔，采样长度L满足：L＝mΔ，m为正整数；(2)、计算观测向量x(i)的相关函数Rx，获取Rx分别在时延为0时的时间平均估计和时延为1时的时间平均估计(3)、根据估计噪声方差σ2和信号子空间的维数d；(4)、计算Rx的对角分解F；(5)、根据和对海洋水声通信盲信道的传输函数进行时间平均估计，得到(6)、对信源信号进行估计，得到2.根据权利要求1所述的海洋水声通信盲信道均衡方法，其特征在于，步骤(2)中，N为观测向量x(i)样点的个数。3.根据权利要求1所述的海洋水声通信盲信道均衡方法，其特征在于，步骤(3)中包括：(31)、对进行修正，将其修正为无噪声的相关矩阵Rx(0)；2(32)、将Rx(0)的对角分解得到噪声方差σ和信号子空间的维数d。4.根据权利要求3所述的海洋水声通信盲信道均衡方法，其特征在于，步骤(31)中对进行修正的方法为：其中，I为单位对角矩阵。5.根据权利要求4所述的海洋水声通信盲信道均衡方法，其特征在于，步骤(32)中将Rx(0)的对角分解的方法为：H2222URx(0)U＝diag(λ1+σ,...,λd+σ,σ,...σ)Σ＝diag(σ1,…,σd)；2其中，U是Rx的特征值分解矩阵，由上式可得到噪声方差σ和信号子空间的维数d。6.根据权利要求5所述的海洋水声通信盲信道均衡方法，其特征在于，步骤(4)中，计算Rx的对角分解F的方法为：其中，Σ是由Rx(0)的主要奇异值构成的对角矩阵，Us＝[u1,...,ud]，ud代表U的第d列。7.根据权利要求6所述的海洋水声通信盲信道均衡方法，其特征在于，步骤(5)中对海洋水声通信盲信道的传输函数进行时间平均估计的方法为：2CN111447157A权利要求书2/2页定义中间变量R：HR＝FRx(1)F；对R进行特征值分解得到：H其中，yd为F的第d列；zd为F的第d列；为R的特征值；φ为实相位；(d-1)其中，Q＝[yd,Ryd,...,Ryd]。8.根据权利要求7所述的海洋水声通信盲信道均衡方法，其特征在于，步骤(6)中，信源信号的提取方法为：9.根据权利要求1所述的海洋水声通信盲信道均衡方法，其特征在于，为列满秩复矩阵；为零均值的平稳过程，其相关函数矩阵具有以下形式：J是一个d×d的移位矩阵。10.根据权利要求9所述的海洋水声通信盲信道均衡方法，其特征在于，3CN111447157A说明书1/7页海洋水声通信盲信道均衡方法技术领域[0001]本发明属于通信技术领域，涉及一种海洋水声通信盲信道均衡方法。背景技术[0002]在海洋环境中，深海潜标现场观测数据通过海洋水声信道传输至水面，水声信道存在时、空变化和多途效应，水声信道的传输函数是未知的，离散水声数字信号通过信道传输后，由于信道的多途效应及各种噪声的影响必然产生码间干扰，信号畸变较严重，使得接收端无法正确地接收信源所发送的信号，影响了数据传输的可靠性和准确性。因此信道盲均衡处理至关重要，信道盲均衡是在信号的接