Adaptiv turbo-equalizer til undervands akustiske differentielle ortogonale frekvensdelingsmultiplekssystemer

I mobil akustisk undervandskommunikation (UAC), den relative bevægelse mellem transceiverne vil forårsage Doppler-spredning i det modtagne signal, som vil bringe inter-carrier interferens til det ortogonale frekvens-division multiplexing (OFDM) UAC-system, derved forvrænger de transmitterede symboler. Designet af en højtydende lavkompleksitetsmodtager i mobile OFDM UAC-systemer er fortsat et vanskeligt problem.

I en undersøgelse offentliggjort online i tidsskriftet IEEE-transaktioner på køretøjsteknologi , forskerne fra Institute of Acoustics ved det kinesiske videnskabsakademi (IACAS) foreslog en adaptiv turbo-equalizer (TEQ) til differentielle OFDM-systemer.

Ved at drage fordel af den bløde information tilbageført fra kanaldekoderen, forskerne rekonstruerede symbolerne på hver underbærer af OFDM-systemet. Derefter, de brugte den adaptive TEQ til at eliminere den resterende inter-carrier interferens induceret af estimerede symboler, derved forbedrer systemets blokfejlfrekvens (BLER) ydeevne.

Koefficienterne for den adaptive equalizer blev opdateret ved den stokastiske gradientmetode med lav kompleksitet, og den datagenbrugsteknik, der oprindeligt blev foreslået i single-carrier-systemer, blev brugt til at forbedre konvergenshastigheden af ​​TEQ. I øvrigt, forskerne foreslog et pilotbaseret differentialkodningsskema for at afbøde fejludbredelsen forårsaget af symbolrekonstruktionsoperationen beskrevet ovenfor, derved yderligere forbedre systemets ydeevne.

BLER-ydeevnen af ​​den foreslåede metode (Fraktionel hurtig Fourier Transform-Turbo Equalization, FFFT-TEQ) blev sammenlignet med den MMSE-estimationsbaserede TEQ (MMSE-TEQ) i sammenhængende OFDM-systemer ved simulering. Resultaterne viste, at det opnåede bedre BLER-ydeevne i området med højt signal-til-støj-forhold (SNR). Udover, dens ydeevne var mere robust over for ændringen af ​​Doppler-frekvensen. Med hensyn til beregningsmæssig kompleksitet, FFFT-TEQ var omkring to størrelsesordener lavere end MMSE-TEQ.

Den foreslåede metode giver en mulig løsning til realisering af højtydende lavkompleksitet mobilt OFDM UAC-system og har en god applikationsværdi.