[发明专利]自适应多入多出与正交频分复用相结合的水声通信方法

权利要求书

1.一种自适应多入多出与正交频分复用相结合的水声通信方法，其特征是包括如下步骤：

步骤1、信源发送每块长度为K的二进制比特数据包a(n)，进行卷积码编码生成二进制比特数据包b(n)，进行交织得到二进制比特数据包c(n)，根据星座符号s＝{s₀,s₁,…,s_M}进行Q＝log₂M阶调制，s_m∈C,m＝1,…,M，得到复数数据包d(n)＝[d₀(n),d₁(n),…,d_K-1(n)[^T，进行类Alamouti空频编码，定义复数数据包d_k'(n)＝[d_2k'(n),d_2k'+1(n)]^T,其中，k'＝0,1,…,K/2-1，得两个发射机的发射信号：

对所述发射信号分别进行OFDM调制后发射；

步骤2、在接收系统中，首先同步接收到的信号R，利用FFT对OFDM符号解调得到接收信号y，利用IFFT/FFT进行OFDM调制解调；

步骤3、利用自适应信道估计跟踪时变信道，稀疏信道估计某时刻信道；

步骤4、某时刻的接收部分同步、解调之后，进行信道估计和初始化符号估计，初始均衡利用初始符号估计结果计算外部对数似然比L_e，再利用MAP译码得到后验对数似然比L和首次均衡得到的信源信息估计值利用均衡后得到的重新编码调制，进行空频编码并重新进行信道估计，得到信道估计结果利用接收后多通道处理得到的接收信号y，MAP译码得到后验对数似然比L和新的信道估计重新进行频域均衡，实现频域均衡迭代。

2.根据权利要求1所述的自适应多入多出与正交频分复用相结合的水声通信方法，其特征是步骤2具体包括：

将第t发射机到第r接收机第n个OFDM块、第k个载波的信道传递函数定义为第r接收机第n个OFDM块、第k'个载波对上的接收信号，进行FFT解调之后表示为：

其中，

为零均值加性噪声分量，同样若使用M_R个接收元素，整体用向量标识为：

3.根据权利要求2所述的自适应多入多出与正交频分复用相结合的水声通信方法，其特征是步骤3具体包括：水声信道模型为

其中，和分别代表第i路的增益和时延，f_k＝f₀+kΔf代表第k个子载波的频率，设路径增益在相邻的OFDM块之间是慢变的，延迟模型表示为：

其中，a^t,r＝v^t,r/c为多普勒比例因子，T'为符号传输时间，设接收设备都被固定在一点，而移动来自于发射机，a^t,r便简化为a^t，利用延迟模型将传递函数分解为相位增量和幅度增益的函数用于实现有效的信道追踪。

4.根据权利要求3所述的自适应多入多出与正交频分复用相结合的水声通信方法，其特征是步骤4中所述的信道估计是采用自适应信道估计算法，具体包括：

步骤1.1、判决，

设前一个块结束时，根据估计和预测的和在当前块n开始时是可用的，SFBC系统中，预测用于形成信道矩阵进行符号判决；

步骤1.2、稀疏信道估计；

步骤1.3、相位追踪，

测量当前块估计值和上一个块过时估计之间的相位偏差并用角度表示为：

由上式获得的相位偏差进行当前块多普勒因子的估计为：

相位迭代更新为：

步骤1.4、信道追踪，

更新被用于补偿的时变相位，信道增益被更新：

其中，波长λ∈(0,1)；

步骤1.5、进行下一块的预测，

增益简单预测为：

相位预测为：

对自适应信道估计进行初始化，相位和多普勒因子初始值设为零。