CN110445554A - 一种基于实际信道衰落统计的非相干水声通信方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基于实际信道衰落统计的非相干水声通信方法及系统，所述方法包括：发射端将待发送的信息比特进行不规则码编码、交织和累加，将累加后的编码比特进行多载波开关键控调制，调制后的信号转化为模拟信号发射至接收端；接收端将接收的模拟信号进行开关键控解调、对数似然比偏置处理、ACC内码交织译码、解交织运算和不规则码迭代译码，迭代门限估计计算，输出译码后的信息比特，完成非相干水声通信；同时统计信道衰落特性，进行不规则码度优化，将优化后的度分布通过控制信道反馈到发射端，用于下一次通信的不规则码编码。本发明的基于实际信道衰落统计的非相干水声通信方法及系统具有频谱利用率高、鲁棒性好的优势。

Description

一种基于实际信道衰落统计的非相干水声通信方法及系统

技术领域

本发明属于非相干水声通信技术领域，具体而言，涉及一种基于实际信道衰落统计的非相干水声通信方法及系统。

背景技术

海底观测网是重要的科学观测平台，水声通信是观测节点与主干网进行信息交互的重要手段。由于海底观测网是典型的功率受限系统，且水声信道具有时变强、多途衰落严重、多普勒效应强等特点，非相干通信因其不依赖信道相位信息、鲁棒性好等优点，在传输数据、文字和指令等方面具有广泛的应用。

目前海底观测网常用的非相干调制方式主要为多频移键控(MFSK，MultipleFrequency-Shift Keying)，对应的频谱利用率为r＝log₂(M)/M，因此，其最大频谱利用率为0.5bps/Hz，同时可靠传输所需的信噪比接近无限大。增大调制阶数可降低可靠传输所需信噪比，然而代价是大幅降低频谱利用率。现有的美国California洋流海啸预警系统采用了MFSK调制，频谱利用率仅为0.12bps/Hz。

而开关键控(OOK，On-Off Keying)具有高频谱利用率的优点，理论上最大可接近1bps/Hz。

编码方面，不规则卷积码可作为逼近信道容量的纠错码。利用外部互信息转移(EXIT，EXternal mutual Information Transfer)图对其子码的权重分布即度分布进行优化，提高迭代译码的收敛性能。

2016年，Zunaira将不规则码与OOK调制结合并用于可见光通信中，使系统接近加性高斯白噪声信道容量。而在水声通信领域中，不规则码的相关研究与应用较少。严重多径下非相干水声通信信道通常建模为Rayleigh衰落信道，而实际信道衰落往往不一定满足Rayleigh衰落，因此针对实际信道衰落特性设计不规则码具有实际应用价值。

非相干检测仅依赖信号能量，不依赖信道相位信息，其性能受环境影响相对较小。在实际非相干水声通信应用中通常认为信道状态信息是完全未知的，即信噪比瞬时衰落系数、平均信噪比未知。在这种信道模型下等概率分布的OOK调制在频谱利用率较高时信噪比门限远低于MFSK调制，如C＝0.5bps/Hz时，信噪比门限为9.6dB，而4FSK为达到C＝0.5bps/Hz需要无限大的信噪比。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中非相干水声通信频谱利用率极低、鲁棒性差的问题；

为实现上述目的，本发明提出一种基于实际信道衰落统计的非相干水声通信方法，所述方法包括：发射端将待发送的信息比特进行不规则码编码、交织和累加，将累加后的编码比特进行多载波开关键控调制，调制后的信号转化为模拟信号发射至接收端；

接收端将接收的模拟信号进行开关键控解调、对数似然比偏置处理和不规则码迭代译码，输出译码后的信息比特，完成非相干水声通信。

作为所述方法的一种改进，所述在发射端将待发送的信息比特进行不规则码编码、交织和累加，将累加后的编码比特进行多载波开关键控调制，调制后的信号转化为模拟信号发射至接收端，具体包括：

步骤1-1)将待发送的信息比特u_l输入不规则码编码器，其中0≤l＜L，L为信息比特序列长度；

步骤1-2)采用由若干个子码组成的不规则卷积码作为不规则码编码器的外码，码率固定为0.5，根据上一次控制信道反馈的优化的不规则码度分布进行不规则码编码；

步骤1-3)将经过不规则码编码的编码比特通过交织器，进行交织；

步骤1-4)将交织后的比特通过码率为1的累加器累加；所述累加器生成的多项式为g＝[1/(1+D)]，其中D表示在移存器一个储存单元的单位时延；

步骤1-5)将累加后的编码比特进行多载波开关键控调制获得调制信号，将调制信号转为模拟信号发送至接收端。

作为所述方法的一种改进，所述接收端将接收的模拟信号进行开关键控解调、对数似然比偏置处理、ACC内码交织译码、解交织运算和不规则码迭代译码，迭代门限估计计算，输出译码后的信息比特，完成非相干水声通信，具体包括：

在接收端将接收的调制信号进行开关键控解调，统计信道衰落特性，进行不规则码度优化，将优化后的不规则码度分布通过控制信道反馈到发射端；

在接收端对解调后的信号先进行对数似然比偏置处理，输入ACC译码器进行内码译码，输出后验符号判决对数似然比值；

根据后验符号判决对数似然比值计算得到内码外部互信息对数似然比值将再将调制信号进行解交织，然后输入不规则译码器，将输出的外码外部互信息对数似然比值进行交织后得到下一次迭代的先验对数似然比值；

根据ACC译码器输出的后验符号判决对数似然比值，计算迭代门限估计，获得下一次迭代译码的对数似然比偏置值的修正值；

将先验对数似然比值加上对数似然比偏置值的修正值输入ACC译码器进行迭代译码，得到译码后的信息比特序列，完成非相干水声通信。

作为所述方法的一种改进，所述在接收端对解调后的信号先进行对数似然比偏置处理，输入ACC译码器进行内码译码，输出后验符号判决对数似然比值，具体包括：

步骤3-1)计算第一次迭代前信道观测对数似然比值的估计值

取初始信道观测对数似然比的估计值为带有对数似然比偏置的接收信号模平方值：

其中，0≤i＜K，K为编码比特序列长度；为初始对数似然比偏置的估计值，y_i为接收端的解调信号；取值为|y_i|²的中位数：

其中median为中值函数；

步骤3-2)先验对数似然比值取值为0，将偏置后的加上先验对数似然比值输入ACC译码器进行内码译码，输出后验符号判决对数似然比值

作为所述方法的一种改进，所述根据后验符号判决对数似然比值计算得到内码外部互信息对数似然比值将再将调制信号进行解交织，然后输入不规则译码器，将输出的外码外部互信息对数似然比值进行交织后得到下一次迭代的先验对数似然比值，具体包括：

步骤4-1)将后验符号判决对数似然比值减去先验对数似然比值得到内码外部互信息对数似然比值

步骤4-2)将进行解交织，并将结果作为先验对数似然比值使用输入不规则码译码器，译码后得到后验比特判决对数似然比值减去得到外码外部互信息对数似然比值

步骤4-3)将交织后输出作为下一次迭代累加器的先验对数似然比值。

作为所述方法的一种改进，所述根据ACC译码器输出的后验符号判决对数似然比值，通过迭代门限估计计算，获得下一次迭代译码的对数似然比偏置值的修正值，具体包括：

步骤5-1)当第n次迭代译码时，将对数似然比偏置值加上送入ACC译码器，输出后验符号判决对数似然比值其中，n＝1,2,...,m；m为设定的最大迭代次数，

步骤5-2)通过迭代门限估计计算第n次译码迭代时偏置估计量优化值

为第n+1次迭代前偏置量估计量的搜索取值，1≤j≤K，K为编码比特序列长度；得到使其后函数取得最大值时的值，为第n次迭代累加器输出的后验符号判决对数似然比值，为第n次迭代译码器输出信道观测对数似然比估计值，sgn为符号函数；

的搜索范围与{|y_i|²,0≤i＜K}的取值范围一致，等间隔取：

其中，min为取最小值函数，max为取最大值函数；

步骤5-3)结合ACC译码器输出的后验符号判决对数似然比值对下一次迭代译码的对数似然比偏置值的修正值；

作为所述方法的一种改进，所述将先验对数似然比值加上对数似然比偏置值的修正值输入ACC译码器，进行迭代译码，得到译码后的信息比特序列，完成非相干水声通信，具体包括：

步骤6-1)当进行第n次迭代译码时，将对数似然比偏置值加上送入ACC译码器，输出后验符号判决对数似然比值其中，n＝1,2,...,m；m为设定的最大迭代次数；

步骤6-2)将后验符号判决对数似然比值减去先验对数似然比值得到内码外部互信息对数似然比值

步骤6-3)将进行解交织，解交织结果为先验对数似然比值

步骤6-4)将先验对数似然比值输入不规则码译码器，译码后得到后验比特判决对数似然比值减去得到外码外部互信息对数似然比值

步骤6-5)将外码外部互信息对数似然比值交织后输出至ACC译码器，为第n+1次迭代累加的先验对数似然比值；

步骤6-6)将n值加1，当n＜m时，返回步骤6-1)继续迭代译码；

当n＝m时，迭代完成，利用后验比特判决对数似然比值做出最终的判决，得到译码后的信息比特序列，完成非相干水声通信。

作为所述方法的一种改进，所述方法具体包括：

在发射端将待发送的信息比特进行不规则码编码、交织和累加，将累加后的编码比特进行多载波开关键控调制，将调制信号发射至接收端，作为下一次通信的不规则码编码。

作为所述方法的一种改进，所述在接收端将接收的调制信号进行开关键控解调，统计信道衰落特性，进行不规则码度优化，将优化后的不规则码度分布通过控制信道反馈到发射端，作为下一次通信的不规则码编码，具体包括：

步骤2-1)接收端将将接收的调制信号进行多载波开关键控解调，获得解调信号y_i，其中0≤i＜K，K为编码比特序列长度；

步骤2-2)统计通过信道接收到的解调信号y_i的幅度衰落分布，画出幅度衰落分布直方图，得到一串幅度衰落值及对应的概率分布，即实际信道衰落特性；

步骤2-3)根据得到的实际信道衰落特性计算得到内码外部互信息转移曲线，进一步对不规则码进行度优化，基于实际信道衰落统计的码字，获得优化的不规则码度分布；

步骤2-4)将优化的不规则码度分布通过控制信道反馈到发射端。

作为所述方法的一种改进，所述发射端将待发送的信息比特进行不规则码编码的步骤中，采用的不规则码为优化后的不规则码度分布。

本发明还提出一种基于实际信道衰落统计的非相干水声通信系统，包括设置在发射端的发射模块和设置在接收端的接收模块，所述接收模块包括：不规则码编码器、交织器、累加器和多载波开关键控调制器；所述接收模块包括：多载波开关键控解调制器、对数似然比偏置器、ACC译码器、解交织器、不规则译码器、交织器和迭代门限估计器；

所述发射模块，用于将待发送的信息比特进行不规则码编码、交织和累加，将累加后的编码比特进行多载波开关键控调制，调制后的信号转化为模拟信号发射至接收端；

所述接收模块，用于将接收的模拟信号进行开关键控解调、对数似然比偏置处理、ACC内码交织译码、解交织运算和不规则码迭代译码，进行迭代门限估计计算，输出译码后的信息比特，完成非相干水声通信。

本发明与现有技术相比的优势在于：

1、本发明的基于实际信道衰落统计的非相干水声通信方法及系统具有频谱利用率高、鲁棒性好的优势，海试实际频谱利用率为California洋流海啸预警系统的2.9倍；

2、本发明基于实际信道衰落统计的非相干水声通信方法及系统提出的优化迭代译码算法相较于传统迭代译码，性能提高了1dB；

3、本发明基于实际信道衰落统计的非相干水声通信方法及系统提出的基于实际信道衰落统计的不规则码度优化设计，相比于一般Rayleigh衰落信道的设计方案海试性能提高了0.8dB。

附图说明

图1为本发明基于实际信道衰落统计的非相干水声通信方法和系统的处理流程示意图；

图2为本发明基于实际信道衰落统计的非相干水声通信方法和系统的海试实际信道幅度衰落分布直方图；

图3为本发明基于实际信道衰落统计的非相干水声通信方法和系统所提出的优化迭代译码和传统迭代译码方案的仿真性能比较；

图4为本发明基于实际信道衰落统计的非相干水声通信方法和系统所提出的基于实际信道衰落统计的不规则码与基于Rayleigh衰落信道的码字的海试性能比较。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细的说明。

实施例1：

本发明的实施例1提出了一种基于实际信道衰落统计的非相干水声通信方法，针对实际水声衰落信道对不规则码进行度优化设计，进行有记忆的OOK调制，并给出迭代译码的优化算法，设计出频谱利用率高、鲁棒性好的非相干水声通信方法，该方法包括：

第一步，将待发送的信息比特u_l(其中0≤l＜L，L为信息比特序列长度)进行不规则码编码。

第二步，采用Tüchler提出的由17个子码组成的不规则卷积码作为外码，码率固定为0.5，根据上一次通信接收端反馈的度分布进行不规则码编码。

第三步，将经过不规则码编码的编码比特进行交织。

第四步，通过码率为1、生成多项式为g＝[1/(1+D)]的内码编码累加，可以增加码字之间的关联性，实现有记忆调制，其中D表示在移存器一个储存单元的单位时延。

第五步，进行OOK调制，并完成信号的发送。

第六步，在接收端，对接收信号y_i(0≤i＜K，K为编码序列长度)进行OOK解调；统计实际信道的幅度衰落系数分布；

如图1所示，根据衰落系数分布随机产生信道乘性干扰，对内码外部互信息转移曲线进行仿真计算，进一步对不规则外码进行度优化，并将结果通过控制信道反馈给发射端。

第七步，进行迭代译码，输出译码比特序列。

在每次迭代译码前先进行对数似然比(LLR，Log-Likelihood Ratio)偏置处理，并在迭代译码过程中加入迭代门限估计计算，对下一次迭代前的LLR偏置值进行修正，主要包括：

将解调后的信号先进行对数似然比偏置处理，进行ACC内码译码，输出后验符号判决对数似然比值；

根据后验符号判决对数似然比值计算得到内码外部互信息对数似然比值，再将调制信号进行解交织，然后进行不规则译码，将输出的外码外部互信息对数似然比值进行交织后得到下一次迭代的先验对数似然比值；

根据后验符号判决对数似然比值通过迭代门限估计计算，获得下一次迭代译码的对数似然比偏置值的修正值；

将先验对数似然比值加上对数似然比偏置值的修正值进行迭代译码，得到译码后的信息比特序列，完成非相干水声通信。

所述第七步具体包括：

步骤7-1)计算第一次迭代时信道观测LLR值的估计值

其中，A为常数，不影响译码结果，可以省略；为初始LLR偏置的估计值；y_i为接收端匹配的接收信号；基于非相干幅度检测，取初始信道观测LLR的估计值为带有LLR偏置的接收信号模平方值：

其中，0＜i＜K，K为编码序列长度；取值为|y_i|²的中位数：

其中median为中值函数。

步骤7-2)将偏置后的加上先验LLR值第一次迭代时，由于所有比特等概，先验LLR值为0)，进行ACC内码译码，输出后验符号判决对数似然比LLR值

减去先验LLR值得到内码外部互信息LLR值将进行解交织，并将结果作为不规则码译码的先验LLR值使用，

译码后得到后验比特判决LLR值减去得到外码外部互信息LLR值

交织后作为下一次迭代ACC译码的先验LLR值

初次迭代译码的具体步骤为：

a、取初始信道观测对数似然比的估计值为带有对数似然比偏置的接收信号模平方值，如公式(1)：

其中，0≤i＜K，K为编码序列长度；为初始对数似然比偏置的估计值，y_i为接收端的解调信号；取值为|y_i|²的中位数，如公式(2)：

其中median为中值函数；

b、第1次迭代时，先验对数似然比值为0，将偏置后的加上先验对数似然比值进行ACC内码译码，输出后验符号判决对数似然比值

c、将后验符号判决对数似然比值减去先验对数似然比值得到内码外部互信息对数似然比值

d、将进行解交织，并将结果作为先验对数似然比值使用进行不规则码译码，译码后得到后验比特判决对数似然比值减去得到外部互信息对数似然比值

e、将交织后输出作为下一次迭代累加的先验对数似然比值；

步骤7-3)(此后的步骤具有一般性，以第n次迭代为例)在第n次迭代译码时，结合ACC译码输出的后验符号判决LLR值对下一次迭代前信道观测LLR偏置的估计值进行调整；

其中为第n次译码迭代时偏置估计量优化值，满足

为第n+1次迭代前偏置量估计量的搜索取值，其中，1≤j≤K，K为编码比特序列长度，为使其后函数取得最大值时的值，为第n次迭代ACC译码输出的后验符号判决LLR值，为第n次迭代译码输出信道观测LLR估计值，sgn为符号函数。

的搜索范围与{|y_i|²,0≤i＜K}的取值范围一致，等间隔取：

其中，min为取最小值函数，max为取最大值函数。

步骤7-4)将偏置后的加上进行新一轮ACC迭代译码，直到完成预定的迭代次数，迭代次数若为10次，在最后一次迭代完成后，后验比特判决LLR值被利用来做出最终的判决，得到译码后的信息比特序列，完成非相干水声通信。具体步骤包括：

步骤f1)当进行第n次迭代译码时，将对数似然比偏置值加上进行ACC译码，输出后验符号判决对数似然比值其中，n＝1,2,...,m；m为设定的最大迭代次数；

步骤f2)将后验符号判决对数似然比值减去先验对数似然比值得到内码外部互信息对数似然比值

步骤f3)将进行解交织，解交织结果为先验对数似然比值

步骤f4)将先验对数似然比值进行不规则码译码，译码后得到后验比特判决对数似然比值减去得到外码外部互信息对数似然比值

步骤f5)将外码外部互信息对数似然比值交织后输出进行ACC译码，为第n+1次迭代累加的先验对数似然比值；

步骤f6)将n值加1，当n＜m时，返回步骤f1)继续迭代译码；

当n＝m时，迭代完成，后利用验比特判决对数似然比值做出最终的判决，得到译码后的信息比特序列，完成非相干水声通信。

如图2所示，为Rayleigh衰落信道下使用传统迭代译码与使用判决门限修正的优化迭代译码的非相干水声通信方法的仿真性能比较图。仿真中，系统码率为0.5，在每比特信噪比E_b/N₀＞14dB时，使用优化后的迭代译码算法可实现误码率为10-5的可靠传输；相较于传统迭代译码算法，性能提高了1dB；与信道容量的差距仅为(14-9.6)＝4.4dB。

如图3所示，海试结果表明，本发明中所提出的基于实际信道衰落统计的不规则码在实际频谱利用率为0.35bps/Hz、信道状态信息完全未知的情况下，E_b/N₀＞9.2dB时，可实现可靠通信，相较于基于Rayleigh衰落信道的不规则码，性能提高了0.8dB。

实施例2

如图4所示，本发明的实施例2提出一种基于实际信道衰落统计的非相干水声通信系统，所述系统包括：设置在发射端的发射模块和设置在接收端的接收模块，所述接收模块包括：不规则码编码器、交织器、累加器和多载波开关键控调制器；所述接收模块包括：多载波开关键控解调制器、对数似然比偏置器、ACC译码器、解交织器、不规则译码器、交织器和迭代门限估计器；

其中外部译码器采用不规则码译码器，内部译码器采用ACC译码器，均为基于Max-Log-APP算法的软输入软输出(SISO，Soft Input Soft Output)译码器。

所述发射模块，用于将待发送的信息比特进行不规则码编码、交织和累加，将累加后的编码比特进行多载波开关键控调制，调制后的信号转化为模拟信号发射至接收端；

所述接收模块，将接收的模拟信号进行开关键控解调、对数似然比偏置处理、ACC内码交织译码、解交织运算和不规则码迭代译码，迭代门限估计计算，输出译码后的信息比特，完成非相干水声通信。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种基于实际信道衰落统计的非相干水声通信方法，包括：

发射端将待发送的信息比特进行不规则码编码、交织和累加，将累加后的编码比特进行多载波开关键控调制，调制后的信号转化为模拟信号发射至接收端；

接收端将接收的模拟信号进行开关键控解调、对数似然比偏置处理、ACC内码交织译码、解交织运算和不规则码迭代译码，迭代门限估计计算，输出译码后的信息比特，完成非相干水声通信。

2.根据权利要求1所述的基于实际信道衰落统计的非相干水声通信方法，其特征在于，所述发射端将待发送的信息比特进行不规则码编码、交织和累加，将累加后的编码比特进行多载波开关键控调制，调制后的信号转化为模拟信号发射至接收端，具体包括：

步骤1-1)将待发送的信息比特u_l进行不规则码编码，其中0≤l＜L，L为信息比特序列长度；

步骤1-2)采用由若干个子码组成的不规则卷积码作为外码码率固定为0.5，进行不规则码编码；

步骤1-3)将经过不规则码编码的编码比特进行交织运算；

步骤1-4)将交织运算后的比特进行码率为1的累加，累加生成的多项式为g＝[1/(1+D)]，其中D表示一个储存单元的单位时延；

步骤1-5)将累加后的编码比特进行多载波开关键控调制获得调制信号，将调制信号化为模拟信号发送至接收端。

3.根据权利要求1所述的基于实际信道衰落统计的非相干水声通信方法，其特征在于，所述接收端将接收的模拟信号进行开关键控解调、对数似然比偏置处理、ACC内码交织译码、解交织运算和不规则码迭代译码，迭代门限估计计算，输出译码后的信息比特，具体包括：

在接收端将接收的模拟信号进行开关键控解调，解调后的信号先进行对数似然比偏置处理，进行ACC内码译码，输出后验符号判决对数似然比值；

根据后验符号判决对数似然比值计算得到内码外部互信息对数似然比值，再将调制信号进行解交织，然后进行不规则译码，将输出的外码外部互信息对数似然比值进行交织后得到下一次迭代的先验对数似然比值；

根据后验符号判决对数似然比值通过迭代门限估计计算，获得下一次迭代译码的对数似然比偏置值的修正值；

将先验对数似然比值加上对数似然比偏置值的修正值进行迭代译码，得到译码后的信息比特序列，完成非相干水声通信。

4.根据权利要求3所述的基于实际信道衰落统计的非相干水声通信方法，其特征在于，所述在接收端对解调后的信号先进行对数似然比偏置处理，进行ACC内码译码，输出后验符号判决对数似然比值，具体包括：

步骤3-1)计算第一次迭代前信道观测对数似然比值的估计值

取初始信道观测对数似然比的估计值为带有对数似然比偏置的接收信号模平方值：

其中，0≤i＜K，K为编码比特序列长度；为初始对数似然比偏置的估计值，y_i为接收端的解调信号；取值为|y_i|²的中位数：

其中median为中值函数；

步骤3-2)先验对数似然比值取值为0，将偏置后的加上先验对数似然比值进行ACC内码译码，输出后验符号判决对数似然比值

5.根据权利要求4所述的基于实际信道衰落统计的非相干水声通信方法，其特征在于，所述根据后验符号判决对数似然比值计算得到内码外部互信息对数似然比值将再将调制信号进行解交织，然后进行不规则译码，将输出的外码外部互信息对数似然比值进行交织后得到下一次迭代的先验对数似然比值，具体包括：

步骤4-1)将后验符号判决对数似然比值减去先验对数似然比值得到内码外部互信息对数似然比值

步骤4-2)将进行解交织，并将结果作为先验对数似然比值使用不规则码译码，译码后得到后验比特判决对数似然比值减去得到外码外部互信息对数似然比值

步骤4-3)将交织后输出作为下一次迭代累加的先验对数似然比值。

6.根据权利要求5所述的基于实际信道衰落统计的非相干水声通信方法，其特征在于，所述根据后验符号判决对数似然比值，通过迭代门限估计计算，获得下一次迭代译码的对数似然比偏置值的修正值，具体包括：

步骤5-1)当第n次迭代译码时，将对数似然比偏置值加上送入ACC译码器，输出后验符号判决对数似然比值其中，n＝1,2,...,m；m为设定的最大迭代次数；

步骤5-2)通过迭代门限估计计算第n次译码迭代时偏置估计量优化值

为第n+1次迭代前偏置量估计量的搜索取值，1≤j≤K，K为编码比特序列长度；得到使其后函数取得最大值时的值，为第n次迭代累加器输出的后验符号判决对数似然比值，为第n次迭代译码器输出信道观测对数似然比估计值，sgn为符号函数；

的搜索范围与{|y_i|²,0≤i＜K}的取值范围一致，等间隔取：

其中，min为取最小值函数，max为取最大值函数；

步骤5-3)结合ACC译码器输出的后验符号判决对数似然比值对下一次迭代译码的对数似然比偏置值的修正值；

7.根据权利要求6所述的基于实际信道衰落统计的非相干水声通信方法，其特征在于，所述将先验对数似然比值加上对数似然比偏置值的修正值进行迭代译码，得到译码后的信息比特序列，完成非相干水声通信，具体包括：

步骤6-1)当进行第n次迭代译码时，将对数似然比偏置值加上送入ACC译码器，输出后验符号判决对数似然比值其中，n＝1,2,...,m；m为设定的最大迭代次数；

步骤6-2)将后验符号判决对数似然比值减去先验对数似然比值得到内码外部互信息对数似然比值

步骤6-3)将进行解交织，解交织结果为先验对数似然比值

步骤6-4)将先验对数似然比值输入不规则码译码器，译码后得到后验比特判决对数似然比值减去得到外码外部互信息对数似然比值

步骤6-5)将外码外部互信息对数似然比值交织后输出至ACC译码器，为第n+1次迭代累加的先验对数似然比值；

步骤6-6)将n值加1，当n＜m时，返回步骤6-1)继续迭代译码；

当n＝m时，迭代完成，利用后验比特判决对数似然比值做出最终的判决，得到译码后的信息比特序列，完成非相干水声通信。

8.根据权利要求1所述的基于实际信道衰落统计的非相干水声通信方法，其特征在于，所述方法还包括：

在接收端将接收的调制信号进行开关键控解调，统计信道衰落特性，进行不规则码度优化，将优化后的不规则码度分布通过控制信道反馈到发射端；具体包括：

步骤2-1)接收端将将接收的调制信号进行多载波开关键控解调，获得解调信号y_i，其中0≤i＜K，K为编码比特序列长度；

步骤2-2)统计通过信道接收到的解调信号y_i的幅度衰落分布，画出幅度衰落分布直方图，得到一串幅度衰落值及对应的概率分布，即实际信道衰落特性；

步骤2-3)根据得到的实际信道衰落特性计算得到内码外部互信息转移曲线，对不规则码进行度优化，基于实际信道衰落统计的码字，获得优化的不规则码度分布；

步骤2-4)将优化的不规则码度分布通过控制信道反馈到发射端。

9.根据权利要求8所述的基于实际信道衰落统计的非相干水声通信方法，其特征在于，所述发射端将待发送的信息比特进行不规则码编码的步骤中，采用的不规则码为优化后的不规则码度分布。

10.一种基于实际信道衰落统计的非相干水声通信系统，其特征在于，所述系统包括：设置在发射端的发射模块和设置在接收端的接收模块，所述接收模块包括：不规则码编码器、交织器、累加器和多载波开关键控调制器；所述接收模块包括：多载波开关键控解调制器、对数似然比偏置器、ACC译码器、解交织器、不规则译码器、交织器和迭代门限估计器；

所述发射模块，用于将待发送的信息比特进行不规则码编码、交织和累加，将累加后的编码比特进行多载波开关键控调制，调制后的信号转化为模拟信号发射至接收端；

所述接收模块，将接收的模拟信号进行开关键控解调、对数似然比偏置处理、ACC内码交织译码、解交织运算和不规则码迭代译码，迭代门限估计计算，输出译码后的信息比特，完成非相干水声通信。