[发明专利]相干通信技术的快速自优化自适应信号处理方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及信号处理技术，特别涉及一种相干通信技术的快速自优化自适应信号处理方法及装置。

背景技术

在相干通信领域中，比如水声通信中水声信道是多途、时变和色散的信道，由于多途效应，发射端发射一个声脉冲，在接收端可以接收到多个脉冲，产生了延时扩散；又由于通信设备等载体的运动，以及信道界面和介质的运动，多种运动使这些脉冲产生多普勒频移，并产生多普勒扩散。水中声速约为1500m/s(米/秒)，上述这些运动速度与声速相比是不能被忽略的，使得多普勒扩散相当严重。由于上述原因，水声信道常称为延时和多普勒双扩散信道。并且，水声信道的特性是随时间、地点的不同而变化，它的有效带宽有限，这些都使在水声信道中传输信息更加困难。

在水声信道中高速传输信息时，一般采用水声相干通信技术，发射多相移键控(M-ary phase-shift keying，简称为MPSK)信号来进行通信。二十世纪九十年代中期水声相干接收技术有了长足的发展，比如在下述文献中公开的技术：(1)美国专利，US5844951，Dec.1，1998，J.G.Proakis，M.Stojanonic，Method and apparatusfor simulataneous beamforming and equalization.(2)M.Stojanovic，J.Catipovic，J.G.Proakis，Adpative multichannel combining and equalizationfor underwater acoustic communications，J.Acoust.Soc.Am.94(3)，pt.1，1993，1621-1631.(3)M.Stojanovic，J.A.Catipovic，J.G.Proakis，Reduced-complexity spatial and temporal processing of underwater acousticcommunication signals，J.Acoust.Soc.Am.98(2)，pt.1.1995，961-972.在这些文献中都提出了分集合并器(Diversity combiner，简写DC)和自适应判决反馈均衡器(Decision-feedback equalizer，简写DFE)联合工作的水声相干通信接收技术，其中自适应判决反馈均衡器(DFE)包括了多通道载波相位同步器(Multichannelcarrier-phase synchronizer，简写为MCPS)。在上述已有技术中，分集合并器(DC)采用常规的递推最小二乘(Recurisive least-squares，简写为RLS)算法，运算量为2N²+6N，N为滤波器阶数；判决反馈均衡器(DFE)采用的是稳定的快速横向滤波(Stable fast transversal filters，简写为SFTF)RLS算法，运算量为8N，N为滤波器阶数；多通道载波相位同步器(MCPS)采用二阶数字锁相环(Phase-lockloops，简写为PLL)。由于水声信道复杂，空间分集的通道数较多，RLS算法的滤波器阶数N较大，因此水声相干通信接收机的运算量较大。另外，二阶数字锁相环(PLL)只有两个固定的参数，自适应跟踪水声信道快速的变化的能力有限。为此，就需要寻找快速自优化的自适应信号处理方法。