水聲信道碼率自適應(yīng)LDPC編碼通信研究.pdf

1、水聲信道的頻帶資源十分有限，在中長距離下，通常只有幾kHz的帶寬供水聲通信使用?，F(xiàn)有水聲通信系統(tǒng)大多采用碼率固定的信道糾錯編碼方法，而且為了確保在惡劣水聲環(huán)境中的通信可靠性，碼率一般設(shè)置得較低。顯然，這種碼率固定的通信方式頻帶利用率較低，在帶寬十分有限的水聲通信中是十分不利的。針對該問題，論文提出一種碼率自適應(yīng)的水聲低密度奇偶校驗(LDPC)編碼通信方法，仿真和實驗研究了該通信方法的性能。
　　論文主要研究內(nèi)容如下:
　　(

2、1)較詳細(xì)介紹了LDPC碼的編碼、譯碼和不同碼率LDPC碼的構(gòu)造方法。構(gòu)造了碼率分別為0.25和0.5的兩種不同LDPC碼。假設(shè)聲波頻率15kHz，發(fā)射節(jié)點位置固定不變，初始通信距離1km，用BELLHOP射線方法分別模擬了接收節(jié)點位置固定不變、1m/s、5m/s和10m/s遠(yuǎn)離發(fā)射節(jié)點移動時，4種不同水聲信道的沖激響應(yīng)。
　　(2)提出了一種根據(jù)水聲信道沖激響應(yīng)和接收信噪比共同對LDPC碼碼率進(jìn)行自適應(yīng)更新的方法。即發(fā)送端根據(jù)誤

3、碼率與信道沖激響應(yīng)和信噪比的關(guān)系，根據(jù)系統(tǒng)的目標(biāo)誤碼率，按照信道預(yù)測得到的信道沖激響應(yīng)和信噪比選擇能夠達(dá)到系統(tǒng)目標(biāo)誤碼率的編碼方式?？朔爽F(xiàn)有的自適應(yīng)傳輸策略中發(fā)送端選擇的編碼方式和信道條件不匹配，導(dǎo)致系統(tǒng)誤碼率超過目標(biāo)誤碼率的缺陷。仿真研究了提出的自適應(yīng)編碼策略在時變水聲信道的性能;同時，在水池和湖中對有效性進(jìn)行驗證。
　　(3)介紹了采用最小二乘法(LS)和正交匹配追蹤（OMP算法）對水聲信道進(jìn)行估計的方法。考慮到OMP算法能

4、夠利用水聲信道的稀疏特性，相比現(xiàn)有的水聲信道估計算法效果更好，選擇了OMP信道估計算法作為自適應(yīng)編碼策略的信道估計算法。對比了LS算法和OMP算法在水聲信道的性能，驗證了OMP信道估計算法性能的優(yōu)越性。
　　(4)針對長時延、強多途時變水聲信道，提出采用雙遞歸最小二乘(RLS)方法對其沖激響應(yīng)進(jìn)行預(yù)測的方法。通過RLS信道預(yù)測器對信道沖激響應(yīng)進(jìn)行預(yù)測，通過RLS誤差預(yù)測器對RLS信道預(yù)測器的預(yù)測誤差進(jìn)行預(yù)測，RLS信道預(yù)測器根據(jù)誤