一种利用压缩感知获得水声信道互易性的方法

摘要

一种利用压缩感知获得水声信道互易性的方法，涉及水声通信。用于从OFDM接收信号中获得精确的信道参数，保证水声信道的互易性。根据压缩感知理论，运用OMP算法对时域脉冲噪声干扰和大幅度的单频噪声干扰进行重构，利用观测量对其进行消除。对于时域脉冲噪声干扰，在接收端利用空载波对其进行估计，并利用OMP算法进行重构并消除。而接受端提取出的大幅度单频噪声在频域具有稀疏性，不需要进行域的变换，利用观测矩阵，根据OMP算法实现其重构并消除。消除时域脉冲噪声干扰和大幅度的单频噪声干扰后的上下行水声信道具有相同的信道状态，即水声信道具有互易性。

主权项

一种利用压缩感知获得水声信道互易性的方法，其特征在于具体步骤如下：a.将信源数据进行信道编码，QPSK调制，串并转换，变成N‑N_pilot‑N_zeros个子载波格式的有待传输有效数据D，其中N为OFDM传输系统帧的长度，N_pilot为导频长度，N_zeros为空载波的个数；b.产生子载波导频数据，产生子载波导频数据的长度由OFDM传输系统帧结构决定，所述导频采用梳状导频，梳状导频用于接收端的信道估计，空载波用于消除时域脉冲噪声干扰；c.将导频数据、空载波与待传输数据结构按照梳状导频格式进行数据导频复用，组成OFDM传输数据帧X；d.将OFDM传输数据帧X进行IFFT处理，加入循环前缀后经发送模块发射出去，加入循环前缀的长度为L，L的取值由实际的信道条件决定；e.OFDM接收终端将接收到的信号进行去除循环前缀，得到接收信号y，利用空载波对其受到的时域脉冲噪声干扰进行估计，并利用OMP算法进行重构并消除；f.对消除时域脉冲噪声干扰后的信号做FFT处理，得到数据帧Y，并提取出Y中的大幅度单频噪声干扰并消除，由于提取出的大幅度单频噪声在频域具有稀疏性，不需要进行域的变换，利用观测矩阵，根据上述的OMP算法可实现其重构；g.将消除大幅度单频噪声干扰后的信号数据帧Y按照与发射端复用相同的方法进行解复用，将对应OFDM的接收导频数据P'和传输有效数据D'分离出来；h.将解复用得到的接收导频数据P'送入信道估计处理装置，通过利用压缩感知，得到上行信道估计值H；i.利用得到的信道估计值H完成OFDM各个子信道上的数据均衡，即将接收的传输有效数据D'除以对应位置上的信道估计值H；j.将经过均衡处理后的有效数据进行并串转换，解调和信道译码处理，得到最终恢复出的信源数据。