浅海水声通信中的间接自适应均衡算法.do

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1、第31卷第4期电子与信息学报Vol.31No.42009年4月JournalofElectronics&InformationTechnologyApr.2009浅海水声通信中的间接自适应均衡算法魏昕赵力邹采荣(东南大学无线电工程系南京210096)摘要：为了消除具有时变和多径特性的浅海水声信道带来的码间干扰，该文提出了一种间接自适应均衡算法。在发送端，设计了一种适合在浅海水声信道中传输的帧结构。在接收端，利用帧头进行快速信道估计和均衡器抽头系数的初始化，通过门限的设定，有选择地激活特定位置的抽头。并采用可变步长的L

2、MS算法进一步减小误差，更好地均衡帧体数据。理论分析和仿真结果表明，该算法具有快速收敛性和较低的硬件复杂度，对经过高阶调制的发送信号具有很好的均衡效果，可以有效地应用于浅海高速数字通信系统。关键词：水声通信；间接自适应均衡；判决反馈；码间干扰中图分类号：TN929.3文献标识码：A文章编号：1009-5896(2009)04-0916-04IndirectAdaptiveEqualizationAlgorithmforShallowWaterAcousticCommunicationWeiXinZhaoLiZouCa

3、i-rong(DepartmentofRadioEngineering,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China)Abstract:Toeliminateinter-symbolinterferencebroughtfromtheshallowwateracousticchannelwhichhaspropertyoftimevaryingandmultipath,anindirectadaptiveequalizationalgorithmisproposedinthispap

4、er.Aframestructureisdesigned,adaptedtoshallowwateracousticcommunicationsysteminthetransmitter.Atreceiver,frameheaderisusedtoperformfastchannelestimationandinitializationofequalizationtapcoefficients,thethresholdsaresettoactivatetapsofspecialposition,andavariabl

5、estepLMSadaptivealgorithmischosentoreducefurthererrorwhenreceivingframebodysymbols.Theoreticalanalysisandsimulationresultsshowthatthealgorithmhasfastconvergenceandlowhardwarecomplexity.Besides,ithasgoodeffectonthehigh-ordermodulatedsignal.Therefore,itwillbesuit

6、ableforshallowwaterhighspeeddigitalcommunicationsystem.Keywords:Underwateracousticcommunication;Indirectadaptiveequalization;Decisionfeedback;Inter-SymbolInterference(ISI)1引言正交相移键控的调制方式，获得了很好的均衡效果。陈韶华[4]等设计了T/2间隔CFE均衡器，利用长时延扩展多径信道近年来，随着世界各国海洋开发步伐的加快，对水下传[5]的稀疏性

7、来降低均衡器的复杂度。Stojanovic等提出了用于感器网络、水下监视系统、水声预警网络的需求愈来愈迫[1]水下CDMA系统的多用户检测技术，比较了基于符号速率和切。水声通信与水声网络在军用和商用领域得到了广泛的基于码片速率更新的均衡算法，通过分析指出后者更适用于关注，已经成为国内和国际的研究热点。水下CDMA系统。另一方面，基于水下信道的盲均衡算法研在浅海数字通信系统中，由于海面和海底声场的相互作[6]究成果也比较丰富。如张艳萍等将改进的常数模算法与一用，浅海水声信道往往表现出严重的频率选择性衰落和时变种部分反馈

8、均衡器相结合，实现了稀疏水声信道的盲均衡。性。除此以外，内波、混响等许多其它效应也是造成通信性[2]但是上述文献中提出的各种算法在仿真实验中都采用的是能不可靠的原因。由于浅海水声信道的多径特性会引起符QPSK或4QAM的低阶调制发送信号，在高阶调制的高速水号间干扰(ISI)，并且其多径扩展的数量级都在毫秒以上。所下通信系统的性能如何则没有涉及。