一種半盲聯合信道估計與均衡單載波相干水聲通信接收機

張勝楠,蘇 為,程 恩,陳柯宇,王德清(廈門大學信息科學與技術學院,福建廈門361005)

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一種半盲聯合信道估計與均衡單載波相干水聲通信接收機

張勝楠,蘇 為*,程 恩,陳柯宇,王德清
(廈門大學信息科學與技術學院,福建廈門361005)

摘要:基于Gibbs采樣技術,設計了一種新的半盲聯合信道估計與均衡單載波相干的水聲通信接收機.首先,通過在數據幀前加入具有循環結構的訓練序列估計信道,針對水聲信道的稀疏特點,采用迭代稀疏最小化(sparse learning via iterative minimization,SLIM)算法提高低信噪比下的信道估計精度,得到信噪比精確的估計.其次,在數據幀處理中,基于水聲信道的時變特點,將數據幀分成特定長度的重疊塊進行處理.在重疊塊中基于之前得到的信道估計結果,采用Gibbs采樣技術得到發送信息的最大后驗概率(maximum a posteriori,MAP),同時利用新獲得的信息更新信道,跟蹤信道的變化.對廈門港海域獲得的10 km海洋試驗數據進行了處理分析,結果表明:相較傳統頻域線性均衡和時域的判決反饋(decision feedback equalizer,DFE)算法,該算法的魯棒性強,誤比特率顯著降低.

關鍵詞:信道估計;Gibbs半盲均衡;符號檢測;兩步均衡;水聲信道

海洋聲信道對水聲通信的影響主要體現在時/空變特性、多途徑傳播造成的碼間干擾(inter symbol interference,ISI)、嚴重的多普勒頻移和海洋聲吸收對通信頻帶的限制等方面[1-2].水聲信道中的可用帶寬在10 km距離上只有十幾k Hz頻率.在中遠程水聲通信中,由于發射功率受限和海洋聲吸收等因素,接收信噪比低,也是影響系統性能的一個……