基于被动时反的多通道双向判决反馈水声通信均衡器#景连友，何成兵，黄建国**510（西北工业大学航海学院，西安，710072）摘要：本文结合被动时间反转技术和双向判决反馈均衡器提出一种多通道自适应均衡结构。利用被动时间技术来消除信道ISI，压缩信道长度。采用双向判决反馈均衡器来代替常规的判决反馈均衡器，利用其前向支路和反馈支路错误扩展相关性低的特点，提高系统性能。同时采用了多通道合并的方式，充分利用空间增益。与目前已有的几种多通道均衡器结构进行了仿真对比，仿真结果表明：所提出的多通道被动时反判决反馈均衡器能够很好消除码间干扰，其性能较已有的均衡器算法有明显的改善。关键词：被动时间反转；双向判决反馈均衡器；多通道合并；中图分类号：TN929.315MultichannelBidirectionalequalizationforunderwateracousticcommunicationbasedonPassivePhaseConjugationJINGLianyou1,HEChengbing2,HUANGJianguo12025(1.CollegeofMarine,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi'an710072;2.CollegeofMarine,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi'an710072,China)Abstract:Thispaperpresentsareceiverstructurewhichexploitsspatialdiversitybyadaptivemultichannelcombining,whichimprovestheperformanceofpassivetimereversalcommunicationsrealizedbypassivephaseconjugation(PPC).Thebidirectionaldecisionfeedbackequalizer(BiDFE)replacestheclassicalDFEtoeliminateinter-symbolinterference(ISI).Thepresentedstructuretakesadvantageofpulsecompression,thedifferenceinerrorpropagationbetweentheforwardDFEandbackwardDFE,andperformsadaptivemultichannelcombining.Simulationshowstheporposedstructurehasabetterperformancethanotherexistingstructure.Keywords:passivephaseconjugation;bidirectionaldecisionfeedbackequalizer;adaptive303540multichannelcombining;0引言伴随着海洋开发和海洋环境监测的发展，应用于各种水下设备的水声通信具有重要意义。水声信道具有传播损失大、可用带宽有限、多径传播复杂且背景噪声高等特点，是现有数字通信中最困难的信道之一。对于相干水声通信，具有里程碑意义的工作是上世纪90年初期Stojanovic等[1]提出的多通道判决反馈均衡器(McDFE)和二阶数字锁相环(DPLL)的接收机结构，可同时跟踪载波相位波动和补偿多径信道失真。该方法在垂直水声信道等多径扩展较小的信道条件下，性能较为理想。但由于水平水声信道的多径扩展较大，导致该方法计算复杂度较高，同时这种接收机对均衡器和二阶数字锁相环参数的选择非常敏感。为了更好的消除符号的错误扩展和提高常规判决反馈均衡方法的性能，无线通信中提出了双向判决反馈均衡器(BiDFE)[2~3]。双向判决反馈均衡器利用了信道的不对称性，通过使用基金项目：高等学校博士点学科专项科研基金(20106102120011)作者简介：景连友（1986-），男，博士生，主要研究方向：水下通信通信联系人：何成兵(1981-)，男，副教授，博士，主要研究方向：水声通信及信号处理.hcb@nwpu.edu.cn。-1-可选择的时间反转结构，得到信道差异性，比原先单独的正向信道均衡容易成功，且稳定易于实现。仿真结果表明，相比于常规DFE，BiDFE能提高1-2dB的性能。因为多通道DFE的计算复杂度随着信道长度增加而增加，近年来，为了降低计算复杂度，时间反转技术被应用到水声通信中。时间反转作为一种自适应的环境匹配处理技术,能45505560够实现对多径的时间和空间压缩以及对指定接收点的聚焦，是目前水声通信的研究热点[4~6]。尽管利用时间反转处理，通过空时聚焦减少了码间干扰，但由于换能器的数量、分布及水声信道复杂性的影响，接收信号经被动时反均衡器处理后仍存在残余的码间干扰。Yang[]指出时间反转能够消除大部分的信道ISI，其主瓣宽度与信号带宽有关，并且由旁瓣引起的ISI可以采用一个单通道DFE来消除。因此时间反转技术与均衡结合起来成为水声通信的有效方法。很多文献对此进行了分析，并相继提出了PPC-DFE和PPC-McDFE均衡结构。因为双向判决反馈均衡器性能优于常规判决反馈均衡器，所以本文将...