水声通信迭代均衡的研究及在水声Modem中的应用
发布时间：2020-06-19 22:45
【摘要】：随着人们对海洋活动需求和能力的提升,人们也越来越重视水声通信的研究,但由于水声信道的特殊性,即具有大时延和时变性,使得高速率的可靠数据传输更加困难。本文针对水声信道所引起的多途扩展,由Turbo码衍生的各种迭代均衡译码结构,研究了迭代均衡译码技术的性能以及在Modem中的应用。本文首先从理论上研究了实现信号可靠传输的信道编码技术以及均衡技术,比较了信道纠错码中卷积码与Turbo码以及各种译码方式的性能,分析了均衡技术中线性均衡器与判决反馈均衡器的性能以及更新滤波器系数的算法性能,选择适合水声信道的编码方式以及均衡器进行了仿真研究。进一步比较研究了 Turbo码级联判决反馈均衡器(Decision Feedback Equalizer,DFE)均衡译码以及基于最小均方误差(Minimum Mean Square Error,MMSE)的线性Turbo均衡译码,级联结构无法在复杂的信道条件下无法达到理想纠错性能,基于MMSE的Turbo均衡结构需要精确的信道估计,针对前两种结构所存在的问题在此基础上进一步提出了基于递推最小二乘(Recursive Least Square,RLS)算法的DFE与递归系统卷积码(Recursive Systematic Convolution Code,RSC)码、Turbo 码迭代均衡译码。由于DFE存在误差传递的问题,进一步提出了改进的基于RLS算法的软判决反馈均衡器(Soft Decision Feedback Equalization,SDFE)与 RSC 码、Turbo码迭代均衡译码以及逐符号迭代译码。通过在时不变信道、时变信道下的仿真研究,对比分析了正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keying,QPSK)调制方式下的误码性能,基于RLS算法的SDFE与RSC码、Turbo码迭代均衡译码能有效的消除DFE所带来的误差传递,但是在低信噪比条件下仍然存在该问题,而逐符号迭代译码结构在低信噪比条件下能取得更好误码性能。最后通过水池实验对迭代均衡译码方式进行了可靠性对比分析验证仿真结果。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P756.6;TN929.3
【图文】：
图丨．３由两个ＲＳＣ编码器组成的Ｔｕｒｂｏ编码器逡逑Ｔｕｒｂｏ码编码器一般由两个分量编码器组成，常常选择ＲＳＣ作为分量编码器，逡逑每一个分量编码器的输出都包括信息比特和校验信息比特。与编码器相对应，译码逡逑器也包含两个分量译码器ＤＥＣ１和ＤＥＣ２。当对接收到的观测序列进行译码时，在逡逑没有信道噪声的情况下两个分量译码器第解码结果理论上是一致的。但由于噪声的逡逑存在，两个译码结果可能出现差异。为了得到对原始信息的最优估计，需要预先获逡逑知信道置信度。分量译码器分别对信息序列以及校验序列进行译码，分量译码器输逡逑出的外信息作为另一邋ｔ译码器的先验信息，相互交换外信息进行迭代，从而以提高逡逑性能丨训。在Ｔｕｒｂｏ译码器中还有一彳、重要组成部分——交织器。交织器的实质是把逡逑序列顺序打乱重置，其目的在于将集中出现的突发错码分开，变成枿机错码。译码逡逑器与交织器的配套使曥，使oo各码字极少有离它很近的邻码，也就是说码字变得相逡逑。逡逑
逦Ｗｕｋ逡逑图１．４邋Ｔｕｒｂｏ码的译码结构逡逑图１．４展示了一种典型的Ｔｕｒｂｏ译码器的结构。图中（％，％）是译码器的输入，逡逑包含了信息序列和校验序列。Ａｆ和Ａｆ是经过信道置信度后的校验序列。叫是译逡逑码器判决后的信息序列。Ａ，ａ．是分量译码器经过交织器或者解交织器的软信息。k五义弦桓龇至恳肼肫魇涑龅耐庑畔⒆魑硪桓龇至恳肼肫鞯南妊樾畔ⅲ畔⑿蛄泻托Ｑ殄义闲蛄薪敕至恳肼肫鳎卞澹恢蟮男畔⑿蛄泻托Ｑ樾蛄薪敕至恳肼肫鳎病Ｒ肼肫麇义希钡氖涑鑫允迫槐龋恢笞魑肼肫鳎驳南妊樾畔ⅰＲ肼肫鳎布扑闶涑龅耐忮义闲畔⒕饨恢笞魑肼肫鳎钡耐庑畔ⅰＡ礁鲆肼肫骶山换煌庑畔⒔械脲义下搿ｅ义希ǎ冲澹╁澹裕酰颍猓镆肼胫腥硇畔⒌娜范ㄥ义贤迹保凳怯才芯鲆约叭砼芯鲆肼氲氖疽馔肌Ｔ谝肼肫鹘信芯鍪保蘧萜涔兰棋义现到涑鼋峁苯恿炕芯鑫盎蛘撸榈呐芯龇绞匠莆才芯觥８莨兰浦导扑阆儒义涎楦怕剩岷隙喔雎朐南喙匦缘玫饺硇畔ⅲ俣匀硇畔⒔信芯龅玫蕉票忍劐义希盎蛘撸钡呐芯龇绞匠莆砼芯觥Ｓ才芯鋈菀滓鸫砦笈芯觯砼芯鲈蛲ü恢苯渝义吓芯鼋档土舜砦蟾怕剩郏俊ｅ义希保陈畚闹饕ぷ麇义媳疚牟捎玫ピ夭ㄍㄐ畔低
本文编号：2721442
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P756.6;TN929.3
【图文】：
图丨．３由两个ＲＳＣ编码器组成的Ｔｕｒｂｏ编码器逡逑Ｔｕｒｂｏ码编码器一般由两个分量编码器组成，常常选择ＲＳＣ作为分量编码器，逡逑每一个分量编码器的输出都包括信息比特和校验信息比特。与编码器相对应，译码逡逑器也包含两个分量译码器ＤＥＣ１和ＤＥＣ２。当对接收到的观测序列进行译码时，在逡逑没有信道噪声的情况下两个分量译码器第解码结果理论上是一致的。但由于噪声的逡逑存在，两个译码结果可能出现差异。为了得到对原始信息的最优估计，需要预先获逡逑知信道置信度。分量译码器分别对信息序列以及校验序列进行译码，分量译码器输逡逑出的外信息作为另一邋ｔ译码器的先验信息，相互交换外信息进行迭代，从而以提高逡逑性能丨训。在Ｔｕｒｂｏ译码器中还有一彳、重要组成部分——交织器。交织器的实质是把逡逑序列顺序打乱重置，其目的在于将集中出现的突发错码分开，变成枿机错码。译码逡逑器与交织器的配套使曥，使oo各码字极少有离它很近的邻码，也就是说码字变得相逡逑。逡逑
逦Ｗｕｋ逡逑图１．４邋Ｔｕｒｂｏ码的译码结构逡逑图１．４展示了一种典型的Ｔｕｒｂｏ译码器的结构。图中（％，％）是译码器的输入，逡逑包含了信息序列和校验序列。Ａｆ和Ａｆ是经过信道置信度后的校验序列。叫是译逡逑码器判决后的信息序列。Ａ，ａ．是分量译码器经过交织器或者解交织器的软信息。k五义弦桓龇至恳肼肫魇涑龅耐庑畔⒆魑硪桓龇至恳肼肫鞯南妊樾畔ⅲ畔⑿蛄泻托Ｑ殄义闲蛄薪敕至恳肼肫鳎卞澹恢蟮男畔⑿蛄泻托Ｑ樾蛄薪敕至恳肼肫鳎病Ｒ肼肫麇义希钡氖涑鑫允迫槐龋恢笞魑肼肫鳎驳南妊樾畔ⅰＲ肼肫鳎布扑闶涑龅耐忮义闲畔⒕饨恢笞魑肼肫鳎钡耐庑畔ⅰＡ礁鲆肼肫骶山换煌庑畔⒔械脲义下搿ｅ义希ǎ冲澹╁澹裕酰颍猓镆肼胫腥硇畔⒌娜范ㄥ义贤迹保凳怯才芯鲆约叭砼芯鲆肼氲氖疽馔肌Ｔ谝肼肫鹘信芯鍪保蘧萜涔兰棋义现到涑鼋峁苯恿炕芯鑫盎蛘撸榈呐芯龇绞匠莆才芯觥８莨兰浦导扑阆儒义涎楦怕剩岷隙喔雎朐南喙匦缘玫饺硇畔ⅲ俣匀硇畔⒔信芯龅玫蕉票忍劐义希盎蛘撸钡呐芯龇绞匠莆砼芯觥Ｓ才芯鋈菀滓鸫砦笈芯觯砼芯鲈蛲ü恢苯渝义吓芯鼋档土舜砦蟾怕剩郏俊ｅ义希保陈畚闹饕ぷ麇义媳疚牟捎玫ピ夭ㄍㄐ畔低
本文编号：2721442
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/2721442.html
