[发明专利]一种自适应turbo均衡方法及均衡器，水声通信系统

说明书

本发明涉及一种自适应turbo均衡方法及均衡器，水声通信系统，该方法包括以下步骤：根据接收的符号序列r(i)和先验符号均值矢量计算初步符号估计值根据初步符号估计值和先验符号方差v(i)，计算先验方差反馈的符号估计值根据先验方差反馈的符号估计值通过计算得到各符号的输出对数似然比LLR。通过先验符号信息映射得到先验符号均值和先验符号方差。本发明较好地利用SISO译码器输出的先验符号信息，提高时变多径下的通信性能，降低信噪比门限。

技术领域

本发明涉及水声信道通信领域，尤其涉及一种自适应turbo均衡方法及均衡器，水声通信系统。

背景技术

水声信道的多径效应造成码间干扰，严重影响水声通信的性能。一般在接收机中会采用均衡器来消除码间干扰，均衡利用了迭代均衡的思想，通过译码器向均衡器传递外信息，以此作为均衡器的先验信息，使得均衡结果更加可靠。

采用turbo均衡进行纠错译码和均衡的迭代处理，将信息比特序列的软信息在软输入软输出(SISO:soft-input soft-output)均衡器和SISO译码器之间进行多次迭代，可以达到抑制码间干扰的目的。如果信道冲激响应已知且不变，进行turbo均衡处理时，可将SISO译码器的输出信息映射为逐个符号的先验符号方差，结合信道冲激响应在每个符号时刻进行矩阵求逆得到SISO均衡器的系数。

然而，由于水面的起伏、水体扰动以及通信装置的移动，水声信道的信道冲激响应是未知且时变的，现有的实用turbo均衡方法为自适应turbo均衡方法，SISO均衡器的抽头系数通过直接自适应算法得到，抽头系数在相邻符号之间变化很小，因而忽略了先验符号方差序列的时变性，导致turbo均衡性能的恶化。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够克服上述问题的自适应turbo均衡方法及均衡器，水声通信系统。

为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种自适应turbo均衡方法，该方法包括以下步骤：

根据接收的符号序列r(i)和先验符号均值矢量计算初步符号估计值根据初步符号估计值和先验符号方差v(i)，计算先验方差反馈的符号估计值根据先验方差反馈的符号估计值通过计算得到各符号的输出对数似然比LLR。

优选地，初步符号估计值通过以下公式得到：

其中，w₁(i)为前向滤波器的抽头系数，w₂(i)为先验均值反馈滤波器和先验方差反馈滤波器的抽头系数，i表示时刻。

优选地，抽头系数w₁(i)、w₂(i)通过最小均方误差LMS均衡算法更新，具体通过以下公式得到：

w₁(i+1)＝w₁(i)+μe(i)r(i)

其中，μ为自适应算法的步长，e(i)为判决所得的符号的误差值；

e(i)通过以下公式得到：

其中，为对先验方差反馈的符号估计值进行判决得到的符号判决估计值，L₁为前面的训练符号数。

优选地，先验方差反馈的符号估计值通过以下公式得到：

其中，为方差反馈变量序列矢量。

优选地，方差反馈变量序列矢量，通过以下公式得到：

其中，f(i)为方差反馈变量序列，为先验符号方差的时间平均值。