本发明专利技术涉及一种自适应turbo均衡方法及均衡器，水声通信系统，该方法包括以下步骤：根据接收的符号序列r(i)和先验符号均值矢量计算初步符号估计值根据初步符号估计值和先验符号方差v(i)，计算先验方差反馈的符号估计值根据先验方差反馈的符号估计值通过计算得到各符号的输出对数似然比LLR。通过先验符号信息映射得到先验符号均值和先验符号方差。本发明专利技术较好地利用SISO译码器输出的先验符号信息，提高时变多径下的通信性能，降低信噪比门限。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及水声信道通信领域，尤其设及一种自适应turbo均衡方法及均衡器，水 声通信系统。
技术介绍
水声信道的多径效应造成码间干扰，严重影响水声通信的性能。一般在接收机中 会采用均衡器来消除码间干扰，均衡利用了迭代均衡的思想，通过译码器向均衡器传递外 信息，W此作为均衡器的先验信息，使得均衡结果更加可靠。 采用tuAo均衡进行纠错译码和均衡的迭代处理，将信息比特序列的软信息在软 输入软输出（SIS0: soft-i叩Ut soft-output)均衡器和SISO译码器之间进行多次迭代，可 W达到抑制码间干扰的目的。如果信道冲激响应已知且不变，进行turbo均衡处理时，可将 SISO译码器的输出信息映射为逐个符号的先验符号方差，结合信道冲激响应在每个符号时 刻进行矩阵求逆得到SISO均衡器的系数。 然而，由于水面的起伏、水体扰动W及通信装置的移动，水声信道的信道冲激响应 是未知且时变的，现有的实用化rbo均衡方法为自适应turbo均衡方法，SISO均衡器的抽头 系数通过直接自适应算法得到，抽头系数在相邻符号之间变化很小，因而忽略了先验符号 方差序列的时变性，导致turbo均衡性能的恶化。
技术实现思路
[000引本专利技术的目的是提供一种能够克服上述问题的自适应turbo均衡方法及均衡器， 水声通信系统。 为实现上述目的，一方面，本专利技术提供了一种自适应turbo均衡方法，该方法包括 W下步骤： 根据接收的符号序列Hi)和先验符号均值矢量^/)，计算初步符号估计值；,(/); 根据初步符号估计值 Mz')和先验符号方差v( i)，计算先验方差反馈的符号估计值#')；根 据先验方差反馈的符号估计值通过计算得到各符号的输出对数似然比LLR。[000引优选地，初步符号估计值.与川，通过W下公式得到： 丈1 (V) = W, (V)T r (/) + W;肿玄(/) 其中，wi(i)为前向滤波器的抽头系数，W2(i)为先验均值反馈滤波器和先验方差反 馈滤波器的抽头系数，i表示时刻。优选地，抽头系数wi(i)、W2(i)通过最小均方误差LMS均衡算法更新，具体通过W下 公式得到：ie(i);r(i) W, + = (守+^e(Z)X(/)其中，y为自适应算法的步长，e(i)为判决所得的符号的误差值；[001引 e(i)通过W下公式得到： e(z.) = x(V)_i(z.)(王1 如 C I) 其中，3(/)为对先验方差反馈的符号估计值《闲进行判决得到的符号判决估计值， ^为前面的训练符号数。[001引优选地，先验方差反馈的符号估计值：^灼，通过^下公式得到： .t(/) = i-；(/) + W,(/f ?(/) 其中，f約为方差反馈变量序列矢量。 优选地，方差反馈变量序列矢量，通过W下公式得到： /(〇 = f,村(叫〇_勺[002引 f好=[/(/ _ W)…/仁' -1) /衫+々.../ (Z.十明广其中，f(i)为方差反馈变量序列，V为先验符号方差的时间平均值。优选地，先验符号方差的时间平均值V，:通过W下公式得到： 矿=Et>〇.)A 其中，L为一帖的符号长度，0<i<L。 优选地，先验符号均值矢量S(Z)和先验符号方差v(i)通过先验符号信息映射得 到。另一方面，本专利技术提供了 一种自适应化Ao均衡器，包括： 第一计算模块，用于根据接收的符号序列r(i)和先验符号均值矢量n<)，计算初 步符号估计值^巧；第二计算模块，用于根据初步符号估计值村和先验符号方差V(i)，计 算先验方差反馈的符号估计值第立计算模块，用于根据先验方差反馈的符号估计值 巧通过计算得到各符号的输出对数似然比LLR。 优选地，先验方差反馈的符号估计值iK)，通过W下公式得到： X村=為(/) +Ws(Z)Tf(Z) 其中，f約为方差反馈变量序列矢量，通过W下公式得到： /(/) = ii(z)(v(/)-v)[003引巧/)=[飾-斯）.../(/-；1) /片 + 1) ... /(i+'wf 其中，f(i)为方差反馈变量序列，V为先验符号方差的时间平均值。 先验符号方差的时间平均值V，通过W下公式得到： 其中，L为一帖的符号长度，0< i<L。 又一方面，本专利技术提供了一种水声通信系统，包括如上述另一方面所述的化rbo均 衡器。 本专利技术针对水声通信中的自适应turbo均衡，提出一种具有先验符号方差反馈的 自适应SISO均衡器结构，先验符号方差W加权反馈的形式而不是干预均衡器系数的形式作 用于符号估计。因而，本专利技术提供的化rbo均衡器在自适应均衡的同时，较好地利用SISO译 码器输出的先验符号信息，提高时变多径下的通信性能，降低信噪比口限。【附图说明】 为了更清楚说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需使用的附 图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域 普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可W根据运些附图获得其他的附图。 图1为现有基于turk)均衡的水声通信系统的信号传输流程示意图； 图2为现有技术自适应化rbo均衡方法流程示意图；[004引图3为本专利技术实施例提供的一种自适应turk)均衡方法流程示意图； 图4为本专利技术实施例提供的一种自适应化rbo均衡器结构示意图； 图5为采用本专利技术实施例提供的自适应turbo均衡方法及均衡器，水声通信系统与 现有化rbo均衡的误比特率对比曲线图。【具体实施方式】 为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例 中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是 本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员 在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。 为便于对本专利技术实施例的理解，下面将结合附图W具体实施例做进一步的解释说 明。 为了更清晰的理解本专利技术和现有技术的区别，在下面通过图1、图2来描述现有技 术的自适应化rbo均衡方法。 图1为现有基于化rbo均衡的水声通信系统的信号传输流程示意图，如图1所示，包 括步骤100-106。 在步骤100,待发送比特数据，经过信道编码及交织，信道编码和交织分别采用常 规的递归系统卷积码和随机交织的方式。 在步骤101，将经过信道编码及交织的待发送数据经过星座图映射，即对发送符号 的幅度、相位进行调制。 在步骤102,对调制后的符号进行组帖，组帖过程在帖头加入训练序列及化irp同 步信号。（化i巧信号为一种线性调频信号） 在步骤103,组帖后的符号经过水声信道发射，将电信号转换为声信号，在水中发 射传输。 在步骤104,接收端对接收的符号进行同步处理，接收符号序列。接收端接收声信 号并转换为电信号，接收端同步方式采用基于化irp信号相关计算的方式。 对同步处理后的符号turbo均衡迭代，W消除码间干扰。Turbo均衡包括SISO均衡 和SISO译码两部分。 在步骤105，SIS0均衡采用带有先验均值反馈的自适应均衡算法。 在步骤106 ,SISO译码采用常规的基于软输入软输出Viterbi (维特比）算法。SISO 译本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种自适应turbo均衡方法，其特征在于，包括以下步骤：根据接收的符号序列r(i)和先验符号均值矢量计算初步符号估计值根据所述初步符号估计值和先验符号方差v(i)，计算先验方差反馈的符号估计值根据所述先验方差反馈的符号估计值通过计算得到各符号的输出对数似然比LLR。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：武岩波，朱敏，房小芳，
申请(专利权)人：中国科学院声学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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