[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

说明书

本发明提供的是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。在SFBC自适应MIMO‑OFDM水声通信系统中使用MMP‑DCD‑CV信道估计和空频软均衡，在频域MIMO‑OFDM水声通信中，利用SFBC减少双扩水声信道带来的载波间干扰，利用自适应信道估计完成时变信道追踪，利用MMP‑DCD‑CV完成单OFDM块信道估计并通过空频软均衡进行频域均衡减少码间干扰。本发明提高了双扩时变水声信道的传输速率和准确性问题。本发明适用于水声通信技术领域。

技术领域

本发明涉及的是一种通信方法，具体地说是一种MIMO-OFDM水声通信方法。

背景技术

为提高带宽利用率将正交频分复用(OFDM)技术与多入多出(MIMO)相结合，同时也有效的降低了由于带宽有限和严重的多途效应引起的码间干扰。但水声信道严重的多普勒效应和快时变性破坏MIMO-OFDM系统中子载波的正交性，产生载波间干扰，影响MIMO-OFDM系统的通信性能。近年来，利用分集增益提高系统传输性能的空频分组编码逐步引入水声通信。由于水声信道为快时变信道，基本OFDM的设计准则满足频率一致性假设，即子载波在空间上足够紧密，以保证子载波传递函数的平滑性，因此OFDM系统更易满足SFBC的实现要求。并且，在快衰落的水声信道中，当归一化多普勒频率大时，SFBC显示出更好的传输分集。

水声信道稀疏性的证实，使得以压缩感知为基础的信道估计技术在水声通信中迅猛发展，压缩感知理论对有效信号进行采样压缩，将信道估计变为重建稀疏信号，有效提高了频带利用率。为了减少由于时延扩展所造成的符号间干扰和深衰落引起的误码率的增加，利用MAP均衡基本思想基础上形成的空频软均衡算法进行均衡。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够有效追踪时变信道及提高传输准确性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。

本发明的目的是这样实现的：

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。

本发明还可以包括：

1.步骤2具体包括：