[发明专利]一种基于水声通信数据再利用的多址接入交叉估计方法

说明书

本发明公开一种基于水声通信数据再利用的多址接入交叉估计方法，该方法基于带通数据再利用思想，保持通带传输和接收数据不变，对待测试数据块做线性快速傅里叶变换或快速傅里叶逆变换，使其数据结构与已有数据结构相同，并对正交频分复用调制的数据块做前馈干扰消除和重叠相加，消除块间干扰，实现单载波调制信号与正交频分复用调制信号的互换，从而通过译码得到原始信息。本发明利用已有的真实单载波调制或正交频分复用调制水声数据，不必二次实验，即可验证两种调制方式中任意算法在水声通信物理层应用的性能表现，在理论上具有创新性，并可使均衡器的设计更加灵活。本发明的方法还可节约水下通信海试实验在时间和人力物力上的巨大消耗。

技术领域

本发明涉及一种水声数据再利用通信领域，具体涉及一种基于水声通信数据再利用的多址接入交叉估计方法。

背景技术

由于水声通信信道具有时变性、多径传播和多普勒效应等特性，如今并没有一个明确的信道模型能完全描述水声信道；计算机仿真和直接信道回放的方法不能完美的重现真实的信道，如要进行新物理层算法的测试，就必须进行实际海试或湖试实验，但这种方法不仅需要耗费大量的时间和财力，所得数据仅用于当次实验且很可能并不理想，这也是导致水声通信发展缓慢的一个影响因素。能有效再利用已有实验数据来验证新的通信算法，不改变信道原本特性，是一种开创性的实验用新思路，能节省大量的实验花费，推进水声通信的发展速度，具有很高的学术和经济研究价值。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种基于水声通信数据再利用的多址接入交叉估计方法，在基础的数据再利用思想上做了扩展，通过线性矩阵转换实现了单载波信号与正交频分复用信号之间的互换，并提出一种将单载波信号传输块分割为正交频分复用信号传输块的方法，消除了临块间干扰和前缀干扰的影响，为待测试算法为单载波信号时只有正交频分复用信号数据集可用，或待测试算法为正交频分复用信号时只有单载波信号数据集可用的极端情况提供了解决办法，从而完成交叉估计，以节省测试算法的时间和费用，使新算法的测试更加方便，能够在计算机端完成测试，不必进行实际的海试。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种基于水声通信数据再利用的多址接入交叉估计方法，该方法包括以下步骤：

S1：将希望发送的信息流进行串并转换，得到发射机数量N个并行信息比特流，其中第n路信息比特流表示为对每个并行信息比特流，使用待测试的发射端算法得到一个基带信号，其中第n路基带信号表示为使用单载波调制或者正交频分复用调制方法，再通过不同于原有数据集的预编码和构造块格式方法，得到待测试发射和接收端算法要求的基带波形流

S2：利用抖动块Δ计算原有数据集中的基带波形流x_n,k和S1得到的通过待测试发射端算法要求的基带波形流的差别d_n，k；

S3：将发送符号上的傅里叶变换矩阵等效到标准信道模型上，得到新的输入输出信道模型；

(1)由单载波调制信号转变成正交频分复用信号的等效输入输出模型表示为：

其中是单载波调制信号的符号信息流的第n个数据块，F^H为快速傅里叶逆变换矩阵，H_m，n代表第m个发射天线与第n个接收天线之间的循环信道矩阵，w_n代表第n个接收天线接收到的噪声；

(2)由正交频分复用调制信号转变成单载波信号的等效输入输出模型表示为：

其中是正交频分复用调制信号的信息流的第n个数据块，F为快速傅里叶变换矩阵；