[发明专利]一种扩频水声通信的导频序列干扰抵消方法

说明书

本发明公开了一种扩频水声通信的导频序列干扰抵消方法，针对扩频水声通信中导频序列与信息序列互相关值非0，信息序列相关解扩处理将引入导频序列的干扰，提供一种基于序贯最小二乘(LS)的导频序列干扰抵消方法。采用导频序列的时间同步与载波同步，然后序贯LS的导频序列干扰抵消，最后是导频序列干扰抵消处理后的输出。本发明有益的效果：该方法不需要矩阵求逆运算，复杂度低，可适应多径严重的水声信道，具有很好实用性。

技术领域

本发明涉及水声通信技术领域，主要是一种扩频水声通信的导频序列干扰抵消方法。

背景技术

水声信道存在严重的多径干扰，浅海环境多径扩展为几十至上百毫秒范围，深海环境多径扩展长达几秒，严重的多径干扰给均衡器的设计带来巨大挑战，一些依赖信道均衡的通信技术，在复杂多径条件下往往较难保证通信的稳健性。扩频水声通信利用伪随机序列的良好正交性，有效减轻多径干扰，扩频通信常采用RAKE接收机实现多径分集合并，避免使用复杂的均衡器，把多径干扰“变废为宝”，获得多径分集增益，结合伪随机扩频序列的自身处理增益，有效提高了扩频水声通信的抗干扰能力，扩频技术还具有很好的保密性，在水声通信获得广泛应用，成为海军水声通信装备首选的通信技术。

RAKE接收机是扩频水声通信中的核心技术之一，通过对导频序列(也可称作测量序列)匹配滤波处理，实现信道的多径时延和强度等参数测量，利用信道多径参数测量结果设计线性组合的加权网络，对信息序列的相关输出进行分离、合并，实现多径分集合并。但在实际中，导频序列与信息序列很难保证严格正交，即使是同族的伪随机序列(如Gold序列或Kasami序列)情况，两者互相关值非0，尤其是序列长度较短时，导频序列对信息序列的干扰不可忽略。在编码调制的扩频水声通信系统中，信道编码增益进一步降低了扩频通信的最低可通信信噪比，为提高导频序列在低信噪比条件下的信道多径参数测量精度，导频序列长度常设计为数倍于信息序列长度，导致伪随机序列的不同族，进一步增加了导频序列对信息序列的干扰。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种扩频水声通信的导频序列干扰抵消方法，在水声定位通信节点和低频远程水声通信声纳研制获得应用，采用本发明的方法，有效降低导频序列对信息序列的干扰,，提高了水声通信的解码性能。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。

本发明针对扩频水声通信中导频序列与信息序列互相关值非0，信息序列相关解扩处理将引入导频序列的干扰，提供一种基于序贯最小二乘(LS)的导频序列干扰抵消方法，该方法不需要矩阵求逆运算，复杂度低，可适应多径严重的水声信道，具有很好实用性。

本发明主要包括以下步骤：

(1)导频序列的时间同步与载波同步

在进行导频序列干扰抵消前，需要对扩频符号进行时间同步与载波同步，使得接收序列与本地拷贝的导频序列同频、同相。在扩频水声通信的接收端，接收序列经过粗同步后，由于通信收、发端时钟偏差和相对运动引起的多谱勒伸缩效应，随着时间的累积，有必要进一步精确地对扩频符号时间与载波同步，完成时间同步偏差与多谱勒修正。导频序列一般选择伪随机序列，具有图钉形时频模糊特性，采用接收序列与多个不同多谱勒扩展因子的导频序列副本匹配滤波处理，时频模糊函数的峰值在时间轴的位置为同步时刻，峰值在频率轴的位置即为多谱勒估计；截取同步时刻对应的扩频符号，利用多谱勒扩展因子估计值，通过插值重采样处理，完成扩频符号载波同步。

(2)序贯LS的导频序列干扰抵消