[发明专利]基于信道盲估计的水声MPSK信号盲Turbo均衡方法

说明书

本发明属于信道盲均衡技术领域，特别涉及一种基于信道盲估计的水声MPSK信号盲Turbo均衡方法，通过构建水声通信信号模型，该信号模型中发送端和接收端通信双方依据约定参数发送线性调频信号作为前导信号，并经过保护间隔后根据通信双方约定调制方式收发数据报文；对接收端线性调频信号进行分数阶傅里叶变换，获取信道参数估计值；并依据接收端保护间隔获取噪声功率估计值；结合信道参数估计值和噪声功率估计值，对接收端MPSK信号进行Turbo均衡。本发明不再借助数据报文，而是充分利用前导LFM信号获得信道估计值，节省自适应滤波进行信道估计的收敛时间，在低信噪比下也能获得较为准确的信道估计值，提升盲Turbo均衡的性能。

技术领域

本发明属于信道盲均衡技术领域，特别涉及一种基于信道盲估计的水声MPSK信号盲Turbo均衡方法。

背景技术

由于水声信道具有稀疏多径的特点，使得水声通信信号在传输过程中产生严重的码间串扰，给接收端的解调带来困难。为了克服水声稀疏多途信道的影响，近年来人们越来越多地探索利用Turbo信道均衡方法来减弱水声信道的影响。为提升单载波水声通信的可靠性，在有训练序列辅助的条件下，现有一些水声通信信道Turbo方法，如：MMSE频域均衡与时域Turbo均衡相结合的水声信号均衡方法、多通道时频域双向Turbo均衡方法、嵌入稀疏贝叶斯学习算法的Turbo均衡方法等。上述均衡方法都是合作通信中的信道Turbo均衡技术，需要借助已知的先验训练序列辅助处理，但是在非合作接收中，或者缺乏有效的训练序列辅助的条件下，上述方法失效，需要利用盲Turbo均衡方法。

盲Turbo均衡技术在无线电通信中也已有一些研究成果，如，利用基于MonteCarlo计算思想的Gibbs样本法来计算未知信道与发送比特的后验概率，并将此作为软输入软输出(Soft-input Soft-output，SISO)盲均衡方法用于Turbo均衡，但该方法存在时延模糊与相位模糊的问题，并且当信道响应存在逼近单位元的零点时收敛比较困难。如，借助超指数均衡算法作为初始盲均衡来实现盲Turbo均衡，但超指数均衡器在低信噪比下为后续迭代提供的先验信息十分有限，仅在高信噪比下效果显著。又如，基于Turbo均衡的单通道混合信号盲分离、解调和译码方案，利用混合信号超指数盲均衡算法来启动信道估计和Turbo均衡。上述方法都是基于数据报文信号实现盲均衡，在信噪比低时，受噪声影响严重，难以获得准确的信道估计，导致提供给Turbo均衡的初始信息十分有限，造成通信的可靠性不佳。

发明内容

为此，本发明提供一种基于信道盲估计的水声MPSK信号盲Turbo均衡方法，不再借助数据报文来实现盲Turbo均衡，而是充分利用前导LFM信号获得信道估计值，然后再进行Turbo均衡，节省了自适应滤波进行信道估计的收敛时间，在低信噪比下也能获得较为准确的信道估计值，提升盲Turbo均衡的性能。

按照本发明所提供的设计方案，一种基于信道盲估计的水声MPSK信号盲Turbo均衡方法，包含：

构建水声通信信号模型，该信号模型中发送端和接收端通信双方依据约定参数发送线性调频信号作为前导信号，并经过保护间隔后根据通信双方约定调制方式收发数据报文；

对接收端线性调频信号进行分数阶傅里叶变换，获取信道参数估计值；并依据接收端保护间隔获取噪声功率估计值；

结合信道参数估计值和噪声功率估计值，对接收端MPSK信号进行Turbo均衡。