[发明专利]一种逐符号重构的水声扩频通信信道估计方法

说明书

本发明涉及一种逐符号重构的水声扩频通信信道估计方法，在发射端将信源信息映射成扩频信息符号，添加训练序列组成发射信号；在接收端截取训练序列和扩频信息符号，利用训练序列对信道进行估计，作为估计信道的初始值，利用估计信道对信息符号逐个均衡并解码，每个信息符号解码后计算正确解码置信度，置信度高则重构本信息符号的发射信号，并利用重构的发射信号重新估计信道，否则沿用原来的估计信道。本发明利用扩频信息符号良好的自相关性，构建正确解码置信度函数，重构高解码置信度信息符号的发射信号，并利用重构的发射信号更新信道估计，因此能在较少训练序列的条件下，跟踪信道变化，提高信道估计精度，增加通信速率。

技术领域

本发明涉及水声通信技术的技术领域，特别涉及一种逐符号重构的水声扩频通信信道估计方法。

背景技术

随着近年来，越来越多的国家开始关注海洋科学研究和资源开发，水声通信技术越来越成为研究热点。扩频通信技术具有抗噪声、抗多普勒能力强等优点，是目前主流水声通信体制之一。水声信道是影响通信性能的重要因素，其会对通信信号造成多途时延扩展、相位起伏等干扰，因此为了降低水声扩频通信误码率，需要在解码时进行信道估计和均衡。

常用的水声扩频通信信号帧结构及对应的信道估计方法包括：

(1)每隔若干个扩频信息符号插入训练序列，利用训练序列估计的信道来均衡此训练序列与下个训练序列之间的信息符号；

(2)将训练序列和信息符号在时间上重叠，利用训练序列的相关性来估计信道，然后对同时刻的信息符号进行均衡；

对于第(1)种方法来说，缺点在于当相邻训练序列之间的信息符号时长大于信道相干时间时，前面训练序列估计的信道无法表征后面信息符号处的信道，导致后面信息符号信道均衡性能下降，但如果减少相邻两个训练序列之间的信息符号个数，又会导致通信速率降低；

而对于第(2)种方法来说，虽然可以在不降低速率的条件下实时跟踪信道，但缺点在于训练序列实际上成为了信息符号解码时的干扰，即降低信息符号的解码信噪比。

发明内容

本发明解决了现有技术中存在的问题，提供了一种优化的逐符号重构的水声扩频通信信道估计方法，解决了水声扩频通信中，利用较少训练序列估计信道无法跟踪信道变化，导致与训练序列时间间隔较大的信息符号信道均衡性能下降、误码率升高的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种逐符号重构的水声扩频通信信道估计方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：发送端将信源信息分成N组，每组包括P比特信息，将每组信息映射成Gold序列集中的一条Gold序列，N条Gold序列组成基带扩频信息符号

步骤2：基于所述基带扩频信息符号加入训练序列，生成基带信号将基带信号经过第一处理生成待发信号，将待发信号经过第二处理发射到水中；

步骤3：接收端将接收到的扩频信号，经过第三处理后截取得到基带信号截取训练序列m^r，变换到频域得M^r，得到对应的信道估计定义并初始化变量n＝1；

步骤4：截取第n条Gold序列将其变换到频域得更新估计的信道利用更新后的对进行均衡，得到均衡后的频域Gold序列

步骤5：将变换回时域得到将与Gold序列集中的序列逐条进行相关运算，得到相关值；从Gold序列集中选出令相关值最大的Gold序列y_k|r_k＝r_max；

步骤6：对y_k|r_k＝r_max进行逆映射，得到接收的第n条Gold序列携带的P比特解码信息；

步骤7：构建并计算正确解码的置信度函数thr；