用于水声协作通信中的自适应多分支合并频域检测器制造技术

本发明专利技术涉水声协作通信技术领域，具体的说是一种用于水声协作通信中的自适应多分支合并频域检测器，其特征在于设有用于对YSD信号进行处理的YSD信号分支处理器、用于对YRD信号进行处理的YRD信号分支处理器、加法器以及与加法器输出相连接的检测与解码模块，其中YSD信号分支处理器设有依次相连接的FFT模块、均衡系数相乘模块、FFT反变换模块、乘法器，本发明专利技术与现有技术相比，能根据每一分支的稳态MSE，自适应地调整相应分支的合并系数，且不需假设各节点间的信道状态信息已知，可取得更好的性能。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉水声协作通信
，具体的说是一种用于水声协作通信中的自适应多分支合并频域检测器。
技术介绍
：近年来，水声通信作为传统有线通信的一种极有竞争力的替代者，已经引起了水下通信领域的广泛关注。这是由日益增长的需求所导致的，因水声通信无需电缆，故不受电缆长度的限制，使用灵活方便，其应用范围广泛，包括水下目标检测、污染检测、海上采油平台的远程监控、海洋勘探、海洋数据采集、海啸预报等方面。为了解决水声通信中的链路可靠性问题，陆上无线通信研究的最新进展，协作通信技术已被考虑用于水声通信。对水声协作通信来说，源节点发出的信息经由不同的路径到达目的节点，一种为由源节点直接到达目的节点，其它的为通过中继节点转发到达目的节点。因而，系统的性能将部分地依赖于对经由不同路径的接收信号的合并处理技术。现有的合并处理技术包括等增益合并和最大比合并方式。相对来说，最大比合并方式能取得更好的性能。然而，最大比合并方式的实现是以假设各节点间的信道状态信息已知为前提的。对于实际的水声协作通信系统，这些信道状态信息是很难获得的。除了这一假设外，水声信道具有环境相关性，不同环境下的水声信道是不同的。因而由于环境的不同，信道包络也是不同的。而所需的能获得最优误码率性能的最优合并系数依赖于相应分支的具体信道状态。因此，为了获得更好的误码率性能，多分支检测器需要根据每一分支的具体信道包络，自适应地调整相应的合并系数。目前，还缺少对自适应合并技术的研究。
技术实现思路
：本专利技术针对现有技术中存在的缺点和不足，提出了一种基于单载波频域均衡(SC-FDE)体制实现，针对放大转发水声协作通信的用于水声协作通信中的自适应多分支合并频域检测器。本专利技术可以通过以下措施达到：一种用于水声协作通信中的自适应多分支合并频域检测器，其特征在于设有用于对YSD信号进行处理的YSD信号分支处理器、用于对YRD信号进行处理的YRD信号分支处理器、加法器以及与加法器输出相连接的检测与解码模块，其中YSD信号分支处理器设有依次相连接的FFT模块、均衡系数相乘模块、FFT反变换模块、乘法器，所述YSD信号经FFT变换模块处理后与M个均衡系数相乘，再经FFT反变换模块处理后，与CSD经乘法器相乘送入加法器；YSD信号分支处理器设有依次相连接的FFT模块、均衡系数相乘模块、FFT反变换模块、乘法器，所述YRD信号经FFT变换模块处理后与M个均衡系数相乘，再经FFT反变换模块处理后，与CRD经乘法器相乘送入加法器，加法器的输出信号经检测与解码模块处理后输出数据。本专利技术基于三节点水声协作通信模型，包含一个发射节点S，一个中继节点R和一个目的节点D，所有节点均为单天线结构，工作于半双工传输模式，且有相同的发射平均功率限制，中继节点的转发模式为放大转发；从源节点到目的节点的协作传输分为两个阶段，在第一阶段，源节点向目的节点和中继节点广播信号，在第二阶段，中继节点对在第一阶段接收到的信号进行放大，而后转发至目的节点；在第一阶段，中继和目的节点接收到的信号可分别表示为YSR=PshSRXS+nSR---(1)]]>YSD=PshSDXS+nSD---(2)]]>其中PS表示信号发送功率，XS为能量归一化的发送信号，hSR和hSD分别表示S→R和S→D信道的信道增益，nSR和nSD分别表示相应的加性高斯白噪声(均值为0，方差为σ2)；在第二阶段，目的节点接收到的来自于中继的接收信号可表示为YRD=PRhRD(βRYSR)+nRD---(3)]]>其中nRD为加性高斯白噪声，βR为放大因子，由下式给出βR=1|hSR|2PS+σ2---(4)]]>其中hSR表示源节点和中继节点间信道的衰落系数，PS为信号发送功率，σ2为S→R信道中的噪声功率。本专利技术所述检测器将对接收到的YSD和YRD信号分别处理。每一个分支的M个抽头系数采用自适应频域滤波算法进行训练调整。在训练阶段，利用训练序列训练，根据每一分支的信道，完成检测器的自适应工作。而后，可以获得相应于每一分支的稳态均方误差(MSE)。每一分支的稳态MSE定义由下式给出MSEj=E[|dn-yn|2]=Σi=1nei2n---(5)]]>其中，j表示第j个分支，j∈{SD,RD本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于水声协作通信中的自适应多分支合并频域检测器，其特征在于设有用于对YSD信号进行处理的YSD信号分支处理器、用于对YRD信号进行处理的YRD信号分支处理器、加法器以及与加法器输出相连接的检测与解码模块，其中YSD信号分支处理器设有依次相连接的FFT模块、均衡系数相乘模块、FFT反变换模块、乘法器，所述YSD信号经FFT变换模块处理后与M个均衡系数相乘，再经FFT反变换模块处理后，与CSD经乘法器相乘送入加法器；YSD信号分支处理器设有依次相连接的FFT模块、均衡系数相乘模块、FFT反变换模块、乘法器，所述YRD信号经FFT变换模块处理后与M个均衡系数相乘，再经FFT反变换模块处理后，与CRD经乘法器相乘送入加法器，加法器的输出信号经检测与解码模块处理后输出数据。

【技术特征摘要】
1.一种用于水声协作通信中的自适应多分支合并频域检测器，其特征在于设有用于对
YSD信号进行处理的YSD信号分支处理器、用于对YRD信号进行处理的YRD信号分支处理器、加法
器以及与加法器输出相连接的检测与解码模块，其中YSD信号分支处理器设有依次相连接的
FFT模块、均衡系数相乘模块、FFT反变换模块、乘法器，所述YSD信号经FFT变换模块处理后与
M个均衡系数相乘，再经FFT反变换模块处理后，与CSD经乘法器相乘送入加法器；YSD信号分
支处理器设有依次相连接的FFT模块、均衡系数相乘模块、FFT反变换模块、乘法器，所述YRD信号经FFT变换模块处理后与M个均衡系数相乘，再经FFT反变换模块处理后，与CRD经乘法器
相乘送入加法器，加法器的输出信号经检测与解码模块处理后输出数据。
2.根据权利要求1所述的一种用于水声协作通信中的自适应多分支合并频域检测器，
其特征在于
YSD=PshSDXS+nSD---(7),]]>其中PS表示信号发送功率，XS为能量归一化的发送信号，hSR和hSD分别表示S...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志勇，丁宝祺，王樱华，宋立众，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：山东;37