接近非相干水声通信信道容量的信号处理算法

作者：武岩波; 朱敏; 朱维庆; 邢泽平

来源：声学学报(中文版), 2015, 40(01): 117-123.

DOI：10.15949/j.cnki.0371-0025.2015.01.015

• 非相干
• 恒重
• 不变重量
• 信道容量
• LDPC
• 多进制
• 信道利用率
• 迭代译码
• 码字
• 级连码
• 级联码
• 水声通信
• 误比特率
• 误差校正码
• 纠错码

恶劣情况下的非相干水声通信信道模型为随机相位Rayleigh衰落,推导了该模型的信道容量曲线。为实现接近非相干信道容量的可靠通信,提出多进制低密度校验码(LDPC)和恒重码级联码的多进制非相干概率域迭代处理算法。在信道幅度和相位完全未知的情况下,根据矩估计得到信号和噪声频点幅度的统计参量,进而得到恒重码的码字后验概率,再对多进制LDPC码进行因子图迭代译码。仿真证明本算法与现有的最大能量检测非迭代译码算法相比,与信道容量曲线的差距从4.5 dB缩小至1.5 dB。给出了实际海试湖试通信效果,频段为610 kHz,数据速率为357 bps,海试时近似垂直通信距离为5 km,湖试时水平通信距离近3 km、多径超过50 ms,两种情况下无差错通信的信噪比门限为2 dB,验证了本算法的优势。

• 单位
  声场声信息国家重点实验室; 中国科学院声学研究所