面向无速率水声通信的联合盲频域均衡与无速率译码算法.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CN110572220A(43)申请公布日2019.12.13(21)申请号201910581661.0(22)申请日2019.06.30(71)申请人哈尔滨工业大学（威海）地址264200山东省威海市环翠区文化西路2号(72)发明人刘志勇谭周美白帆(74)专利代理机构威海科星专利事务所37202代理人初姣姣(51)Int.Cl.H04B13/02(2006.01)H04L25/03(2006.01)权利要求书2页说明书12页附图7页(54)发明名称面向无速率水声通信的联合盲频域均衡与无速率译码算法(57)摘要本发明涉及水声通信技术领域，具体的说是一种面向无速率水声通信的联合盲频域均衡与无速率译码算法，首先提出了一种基于判决反馈结构的盲频域均衡，而后在此基础上，通过在盲频域均衡和无速率解码器间交换软信息，实现了一种类似于Turbo均衡的迭代处理，提高了系统的可靠性和传输效率，仿真结果验证了该方案的有效性和优势。CN110572220ACN110572220A权利要求书1/2页1.一种面向无速率水声通信的联合盲频域均衡与无速率译码算法，其特征在于包括以下内容：将均衡器输入信号构成的第k块表示：y2Q(k)＝[u((k-1)Q)......u((k+1)Q)](27)，其中M为前馈滤波器的抽头长度，N为后馈滤波器的抽头长度，Q为迭代块的长度，令Q＝N，对式(27)所表示的信号进行快速傅里叶变换，得频域形式：Y2Q＝FFT(y2Q)(28)，均衡器的输出经过软解调，LT译码以及软调制得到的信号，用式(29)表示：d(k)＝[g(2(k-1)Q)……g(2kQ)](29)，根据重叠储存方法的原理，在第k块后馈输入信号前面插入Q个零，经快速傅里叶变换，得到反馈滤波器的输入：D2Q＝FFT([[0Q]dQ(k)])(30)，基于判决反馈结构频域均衡器的输出为A(k)，A(k)＝F(k)Y2Q(k)-B(k)D2Q(k)(31)，该输出信号A(k)经快速傅里叶反变换后，转换到时域并保留后Q个值，可得：al,q(k)＝{IFFT(A(k))}l,q(32)，基于多模算法的盲均衡的误差函数为：22e(k)＝(R2R-|(al,q)R|)(al,q)R+i(R2I-|(al,q)I|)(al,q)I(33)，其中，其中，rR和rI分别是发送信号的实部和虚部；在误差信号前补Q个零,再进行傅里叶变换得到频域误差函数：E2Q(k)＝FFT([[0Q][e(k)]])(36)**根据重叠储存的方法，令IFFT(Y2Q·E2Q)的前Q个值为aQ，取IFFT(D2Q·E2Q)为bQ，即：为了使均衡性能更加稳定，采用了归一化NLMS算法，得到频域滤波系数的更新公式：其中δ>0，且为接近零的正小数，μf和μb分别是频域前馈滤波器和后滤波器的步长，令：2CN110572220A权利要求书2/2页即μA和μB分别是频域前馈滤波器和后滤波器的归一化步长；前后馈滤波系数初始化为：3CN110572220A说明书1/12页面向无速率水声通信的联合盲频域均衡与无速率译码算法技术领域：[0001]本发明涉及水声通信技术领域，具体的说是一种面向无速率水声通信的联合盲频域均衡与无速率译码算法。背景技术：[0002]水声信道存在多途现象严重、环境噪声大以及传输时延长等难题。为有效克服多径衰落导致的严重符号间干扰(IntersymbolInterference,ISI)，通常采用均衡技术，而信道编码技术可用来提高传输的可靠性。上世纪八十年代，已经有相关研究考虑将译码与均衡进行联合处理，以实现共同优化。[0003]无速率码是一种没有固定码率的编码方式，其基本原理是每一个编码信号都存在全部编码信息的部分信息，且发送端可以源源不断的产生编码，一旦接收端接收到足够多的编码信息，即可恢复出全部信源信息。无速率编码具有的无固定编码速率特性，能保证传输可靠性的同时，灵活调整码率。但现有技术中的方法均衡算法采用非盲均衡，需要发送训练序列，而水声信道可用带宽有限，训练序列的使用会降低信道的传输效率。发明内容：[0004]本发明针对现有相关技术复杂度高、传输效率低的问题，提出了一种面向无速率水声通信的联合盲频域均衡与无速率译码算法。[0005]本发明可以通过以下措施达到：[0006]一种面向无速率水声通信的联合盲频域均衡与无速率译码算法，其特征在于包括以下内容：将均衡器输入信号构成的第k块表示：y2Q(k)＝[u((k-1)Q)......u((k+1)Q)](27)，[0007]其中M为前馈滤波器的抽头长度，N为后馈滤波器的抽头长度，Q为迭代块的长度，令Q＝N，对式(27)所表示的信号进行快速傅里叶变换，得频域形式：[0008]