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一种水声自适应通信的信噪比估计方法

王巍 普湛清 钮彪 陶磊 黄海宁

王巍, 普湛清, 钮彪, 等. 一种水声自适应通信的信噪比估计方法[J]. 水下无人系统学报, 2022, 30(6): 768-773 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2022-0017
引用本文: 王巍, 普湛清, 钮彪, 等. 一种水声自适应通信的信噪比估计方法[J]. 水下无人系统学报, 2022, 30(6): 768-773 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2022-0017
WANG Wei, PU Zhan-qing, NIU Biao, TAO Lei, HUANG Hai-ning. A Signal-to-Noise Ratio Estimation Method for Underwater Acoustic Adaptive Communication[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2022, 30(6): 768-773. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2022-0017
Citation: WANG Wei, PU Zhan-qing, NIU Biao, TAO Lei, HUANG Hai-ning. A Signal-to-Noise Ratio Estimation Method for Underwater Acoustic Adaptive Communication[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2022, 30(6): 768-773. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2022-0017

一种水声自适应通信的信噪比估计方法

doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2022-0017
详细信息
    作者简介:

    王巍:王 巍(1983-), 男, 博士, 副研究员, 主要研究方向为信号与信息处理.

  • 中图分类号: TJ630.1; U666.7

A Signal-to-Noise Ratio Estimation Method for Underwater Acoustic Adaptive Communication

  • 摘要: 针对动态通信中的信噪比(SNR)估计问题, 提出了一种适用于跨介质链路自适应通信的SNR估计方法。利用低导频占用率信道估计算法过程中的重构数据对最小均方误差SNR估计算法进行改进, 实现时变信道条件下的SNR跟踪。仿真结果表明, 所提方法在高SNR条件下能够获得高准确度的估计结果, 在低SNR条件下的估计结果能够快速下降, 适合链路自适应通信的速率策略调整。所提方法给出的自适应速率调整策略可以有效降低功耗, 提高通信数据率。

     

  • 图  1  仿真信道冲激响应与其估计结果

    Figure  1.  Simulation channel impulse response and its estimation results

    图  2  相同信噪比条件下不同信噪比估计方法输出结果

    Figure  2.  Output results of different SNR estimation methods under the same SNR condition

    图  3  相同原始误码率条件下不同信噪比估计算法输出结果对比

    Figure  3.  Comparison of output results of different SNR estimation algorithms under the same original bit error rate

    图  4  不同分集数量条件下不同信噪比估计算法输出结果

    Figure  4.  Output results of different SNR estimation algo- rithms under the different sets quantity

    图  5  不同链路自适应策略下通信数据率变化对比

    Figure  5.  Comparison of communication data rate changes under different link adaptive strategies

    图  6  不同轮次信噪比测算结果

    Figure  6.  SNR measurement results of different rounds

    表  1  OFDM系统主要参数

    Table  1.   Main parameters of OFDM system

    参数取值参数取值
    快速傅里叶变换长度8 192编码方式CC
    采样率/kHz48编码效率0.5
    J1 025分集数量1/2/3/4
    通信频带/kHz4~8符号时长/ms171
    $ \Delta f $/Hz5.86循环前缀/ms43
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    表  2  通信数据率调整策略

    Table  2.   Communication data rate adjustment strategy

    方法通信数据率
    /(bit·s−1)
    调增门限
    /dB
    调减门限
    /dB
    改进的MMSE信噪比
    估计算法
    5534.6
    7125.13.4
    1 0663.9
    M2M4算法5.15.9
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    表  3  不同算法性能对比

    Table  3.   Performance comparison of different algorithms

    方法平均通信数
    据率/(bit·s−1)
    误码率数据切换次数
    改进的MMSE信噪比
    估计算法
    8091.61×10−388
    M2M4算法7631.92×10−3122
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-07-21
  • 修回日期:  2022-09-30
  • 录用日期:  2022-10-14
  • 网络出版日期:  2022-11-03

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