A compressed sensing channel estimation method for underwater acoustic OFDM iterative receivers relates to the field of underwater acoustic communication. Channel estimation; channel equalization; interleaving; SISO decoding. An improved SAMP algorithm, MSAMP, is proposed. MSAMP algorithm can not only eliminate the time-domain leakage problem of discrete impulse response, but also inherit the advantages of SAMP algorithm. It does not need sparse prior information, and only needs to set step size and time-domain expansion parameters to accurately estimate the channel. MSAMP algorithm has the ability of sparsity self-adaptation. It can continuously approximate the sparsity of the actual channel by increasing the size of I step by step under the condition of unknown sparsity, so as to obtain accurate channel estimation. The most innovative point is that the algorithm overcomes the influence of time-domain leakage of discrete impulse response and makes the results more accurate.
【技术实现步骤摘要】
用于水声OFDM迭代接收机的压缩感知信道估计方法
本专利技术涉及水声通信领域,尤其是涉及用于水声OFDM迭代接收机的压缩感知信道估计方法。
技术介绍
经过多年的发展,OFDM技术日渐成熟。由于OFDM技术能够有效地对抗水声信道时延扩展引起的码间干扰(InterSymbolInterference)并且具有较高的频带利用率,因而被广泛的应用于高速水声通信。但水声信道是一个典型的时变信道,水声信道的时变特性会引起严重的多普勒扩展,使得OFDM水声通信系统的子载波之间发生载波间干扰(InterChannelInterference),导致系统的误码率性能严重恶化。迭代接收机是抵抗时变、抑制载波干扰的一种行之有效的方法。迭代接收即对信道进行估计和均衡,产生先验信息,根据先验信息将接收到的信号进行译码,并对码字检验不符合要求的信号重复均衡和译码(即迭代)以达到译码性能的接收方式。例如,参考文献[1]中的一种宽带自适应大迭代接收机就将传统的最小均方误差接收机和Turbo/LDPC码译码器结合在一起,构成了可以提供干扰抵消的大迭代接收机,参考文献[2]中的LDPC调制系统的联合迭代接收机线性优化方法也提出了一种能够提高LDPC编码调制性能的迭代接收机。OFDM迭代接收机的两个核心部件分别是信道均衡器和信道估计器。目前OFDM水声通信系统中应用比较广泛的时变信道均衡算法主要有迫零(ZF)均衡和最小均方误差(MMSE)均衡。ZF均衡算法的复杂度主要由矩阵求逆决定,其复杂度为O(K3),K为子载波个数。ZF均衡具有噪声增强效应,因此性能比较差。而MMSE均衡能够抑制噪声增强, ...
【技术保护点】
1.用于水声OFDM迭代接收机的压缩感知信道估计方法,其特征在于包括以下步骤:1)进行信道估计;2)进行信道均衡;3)进行交织;4)进行SISO译码。
【技术特征摘要】
1.用于水声OFDM迭代接收机的压缩感知信道估计方法,其特征在于包括以下步骤:1)进行信道估计;2)进行信道均衡;3)进行交织;4)进行SISO译码。2.如权利要求1所述用于水声OFDM迭代接收机的压缩感知信道估计方法,其特征在于在步骤1)中,所述进行信道估计的具体方法为:输入观测的导频向量zP、恢复矩阵Ψ、步长s和时延域扩展搜索参数Δ,输出抽头系数采用MSAMP算法,所述MSAMP算法采用MSAMP信道估计器,其具体步骤为:步骤1.1:输入观测的导频向量zP、恢复矩阵Ψ、步长s、时延域扩展搜索参数Δ;然后初始化,令残差r=zP,索引集时域索引集D和S的大小为I,初始阶段I=s,即初始大小为一个步长;步骤1.2:aj=0,计算矩阵Φ(aj)的每一列与残差r的内积绝对值并找出其中的极大值,将极大值最大的I列在Φ(aj)中的索引加入时延域索引集D;步骤1.3:令对时延域索引集D中的每一个元素dk,k=1,2,3,…,I,确定一个搜索区间[dk-Δ,dk+Δ],在区间内沿着多普勒域进行搜索,得到一个最匹配的原子,即对所有aj,计算Φ(aj)的第dk-Δ至dk+Δ列与残差r的内积绝对值,找到最大的内积绝对值所对应的列,将该列在Ψ中的索引加入索引集Λ;步骤1.4:更新索引集,令S′=S∪Λ,计算取ξ′中绝对值最大的I个元素组成集合步骤1.5:计算残差步骤1.6:迭代条件判断,若满足停止条件,则停止迭代,并输出否则,若则令I=I+s,重复步骤1.2~1....
【专利技术属性】
技术研发人员:胡晓毅,王鑫,王德清,付立群,岳蕾,
申请(专利权)人:厦门大学,
类型:发明
国别省市:福建,35
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