[发明专利]一种水声OFDM叠加编码接收方法

权利要求书

1.一种水声OFDM叠加编码接收方法，其特征是：

步骤一：MMSE叠加均衡器多用户信息检测；

步骤二：计算不同用户的外部对数似然比信息；

步骤三：对远端信息进行重构，进行连续干扰消除；

步骤四：利用近端MMSE均衡器对剩余的近端用户信息成分进行Turbo均衡。

2.根据权利要求1所述的水声OFDM叠加编码接收方法，其特征是所述的MMSE叠加均衡器多用户信息检测具体包括：

(1)将下行近端用户N和远端用户F的数据进行叠加

代表不同用户的星座集合，其中i＝N,F,SC分别代表近端用户、远端用户以及叠加用户，[Q_i]代表第i个用户的星座点所包含的比特位个数，代表第i个用户第k个子载波上携带的第j个比特，在对信息序列与各自进行编码、交织以及数字调制之后，对两用户的信息符号进行叠加

其中和分别代表用户N和F在第k个子载波上的信息符号，s[k]代表叠加后的信息符号；

(2)利用MMSE叠加均衡器对叠加信息进行检测

当s[k]经过水声信道到达接收端后，经过接收机预处理得到观察向量z，设MMSE叠加均衡器先验似然比为0，对观察向量z通过线性运算后得到s[k]的估计值，该估计值是通过最小化代价函数得到，其表达式表示为：

只关注数据子载波上的信息，得：

其中s_k,j∈[0,1]，代表检测器的先验信息；tanh代表双曲正切函数，s[k]的均值与方差由下得到：

其中，P代表概率；β_k代表第k个子载波上的星座点，将所有数据符号的均值收集到向量中，将所有符号的方差收集到对角阵Σ_s中，得：

其中，diag代表对角化，接收向量观察值z的均值E[z]由下式获得

所以z的自协方差Cov(z,z)以及s[k]和z的互协方差Cov(s[k],z)的表达式为：

MMSE估计式展开为

其中线性滤波器f_k定义为

3.根据权利要求2所述的水声OFDM叠加编码接收方法，其特征是所述的计算不同用户的外部对数似然比信息具体包括：

令得到：

其中

根据矩阵求逆引理，f′_k转化为有关f_k的表达式

MMSE估计值重新用公式表达为

其中

设服从均值为μ_k,j，方差为的高斯分布，其中

由此产生似然比信息的计算表达式为

得外部似然比信息为：

其中

对进行远端用户信息的区分，有

其中上式第一个等式中j＝1，...，Q_F，第二个等式中j＝Q_F+1，...，Q_SC。

4.根据权利要求3所述的水声OFDM叠加编码接收方法，其特征是所述的对远端信息进行重构，进行连续干扰消除具体包括：

将通过远端解交织，将其作为远端BP译码算法的初始化信息并输入至远端译码器中，实现远端用户信息解调，得到对进行重构，得到后进行干扰消除，得到近端用户观察向量z_N。

5.根据权利要求4所述的水声OFDM叠加编码接收方法，其特征是所述的利用近端MMSE均衡器对剩余的近端用户信息成分进行Turbo均衡具体包括：

将通过近端解交织，近端译码器，交织器后，得到作为MMSE近端均衡器的先验信息，最终由下式得到

外部似然比信息为

将作为近端译码的初始化信息经过BP算法更新后得到将其重新交织，更新先验信息后，再次进行均衡，不断进行外部似然比的更新，最终实现整个Turbo接收算法。