CN115996065B - 应用于时变水声信道的稳健自适应turbo均衡方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种应用于时变水声信道的稳健自适应turbo均衡方法和装置，包括：获取水下信号，并对水下信号进行第一信号处理，得到处理后的信号数据；通过发送端将信号数据发出，并通过信道传输至接收端处；在接收端处通过均衡器对接收到的信号数据进行均衡处理，并对均衡处理后的信号数据进行第二信号处理，得到最终的水下信号，其中，均衡器采用DFE均衡器的结构和LMS自适应算法，通过均衡器对接收到的信号数据进行均衡处理，包括：使用均衡器采用多次训练均衡和双向均衡结合的方式对接收到的信号数据中的数据帧进行均衡。采用上述方案的本申请能够大幅提升均衡器的抗噪声、抗干扰、抗信道时变的能力，实现复杂时变水声信道环境下的高速稳定通信。

Description

应用于时变水声信道的稳健自适应turbo均衡方法和装置

技术领域

本申请涉及水声通信技术领域，尤其涉及应用于时变水声信道的稳健自适应turbo均衡方法和装置。

背景技术

近几年来，随着海洋资源的开发，对海洋探测和勘探等方面的需求提升，水声通信技术得到了快速的发展。相较于无线通信信道，水声信道复杂多变，可利用带宽窄，信道时变性强，多径效应和多普勒频移等会造成严重的码间串扰，降低通信质量。均衡器能够有效消除码间串扰，在水声通信中广泛应用。此外，受到Turbo译码原理的启发，在均衡过程中引入迭代思想，使软信息在均衡器和译码器之间反复迭代，实现Turbo均衡，能够进一步提升通信性能。

Turbo均衡器分为两类，一类是基于信道估计的Turbo均衡器，通过信道估计获得信道信息，得到均衡器系数，对接收序列进行均衡处理。此类均衡器存在以下三个问题：需要根据估计信道结果及最小均方误差算法进行均衡，计算过程中存在大量矩阵求逆，计算复杂度较高且实时性较差；过于依赖信道估计的准确性，若信道估计出现错误，则会直接导致均衡性能的降低；无法跟踪信道变化，在时变信道性能会明显降低。因此水声通信中大多采用基于直接自适应的Turbo均衡器。

自适应均衡器是基于自适应均衡技术的均衡器装置，能够基于对信道特性的测量随时调整自己的系数，以适应信道特性的变化，消除码间干扰，但也需要通过训练序列对均衡器进行训练，在其达到收敛之后再对信息序列进行均衡。迭代步长是自适应均衡器的关键，加大迭代步长能够加快收敛速度，提升均衡器对信道变化的跟踪效果，但会严重破坏均衡器的稳定性；减小迭代步长可以使算法相对稳定，但收敛速度变慢，无法快速有效适应信道变化。除此之外，自适应均衡器还存在误差累积和错误传播现象。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请的第一个目的在于提出一种应用于时变水声信道的稳健自适应turbo均衡方法，解决了现有自适应Turbo均衡器存在收敛速度与稳定性之间的矛盾及误差累积和错误传播现象，稳定性较差，在复杂多变水声信道环境下应用时，容易受到信道时变、复杂多径、噪声和干扰的影响，导致均衡器效果变差甚至失效的技术问题，实现了均衡器抗噪声、抗干扰、抗信道时变能力的大幅提升，进而实现了复杂时变水声信道环境下的高速稳定通信。

本申请的第二个目的在于提出一种应用于时变水声信道的稳健自适应turbo均衡装置。

为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种应用于时变水声信道的稳健自适应turbo均衡方法，包括：获取水下信号，并对水下信号进行第一信号处理，得到处理后的信号数据；通过发送端将信号数据发出，并通过信道传输至接收端处；在接收端处通过均衡器对接收到的信号数据进行均衡处理，并对均衡处理后的信号数据进行第二信号处理，得到最终的水下信号，其中，均衡器采用DFE均衡器的结构和LMS自适应算法，通过均衡器对接收到的信号数据进行均衡处理，包括：使用均衡器采用多次训练均衡和双向均衡结合的方式对接收到的信号数据中的数据帧进行均衡，其中，双向均衡包括正向均衡和反向均衡。

本申请实施例的应用于时变水声信道的稳健自适应turbo均衡方法，通过在信息序列的头部、中部和尾部分别插入训练序列，通过多次进行训练过程，实现更好的信道跟踪效果，并有效抑制自适应均衡器固有的误差累积和错误传播现象。通过双向均衡方式，进一步降低均衡误差，提升算法准确性。本申请能够大幅提升均衡器的抗噪声、抗干扰、抗信道时变能力，对实现复杂时变水声信道环境下的高速稳定通信，具有重要意义。

可选地，在本申请的一个实施例中，对水下信号进行第一信号处理，包括：

对水下信号进行预处理，得到预处理后的信号数据；

对预处理后的信号数据进行信道编码、交织、映射、调制；

对均衡处理后的信号数据进行第二信号处理，包括：

对均衡处理后的信号数据进行解映射、解交织、信道译码。

可选地，在本申请的一个实施例中，多次训练均衡包括：

在数据帧的头部、中部、尾部插入接收端已知的训练序列，使数据帧划分为第一数据帧和第二数据帧；

通过头部的训练序列对均衡器进行第一次训练，得到当前时刻的均衡器系数，并进入直接判决阶段处理第一数据帧，根据先验信息计算判决误差调整均衡器系数，完成对第一数据帧的均衡处理和对均衡器的系数调整，其中，先验信息为均衡器的判决结果或译码器的输出反馈，译码器用于完成信道译码；

采用相同的方式通过中部的训练序列完成对第二数据帧的均衡处理和对均衡器的系数调整，并更新当前信道信息；

在完成数据帧的正向均衡后，得到正向均衡结果，用尾部的训练序列对均衡器系数进行调整，得到正向均衡器系数。

可选地，在本申请的一个实施例中，双向均衡包括：

在多次训练均衡完成后，反向对数据帧进行多次训练均衡，完成对数据帧的反向均衡，得到反向均衡结果和反向均衡器系数；

将正向均衡结果和反向均衡结果对应相加，得到最终的均衡结果，并根据正向均衡器系数和反向均衡器系数对均衡器的系数进行调整。

为达上述目的，本申请第二方面实施例提出了一种应用于时变水声信道的稳健自适应turbo均衡装置，包括信号获取模块、信号发送模块、信号接收模块，其中，

信号获取模块，用于获取水下信号，并对水下信号进行第一信号处理，得到处理后的信号数据；

信号发送模块，用于通过发送端将信号数据发出，并通过信道传输至接收端处；

信号接收模块，用于在接收端处通过均衡器对接收到的信号数据进行均衡处理，并对均衡处理后的信号数据进行第二信号处理，得到最终的水下信号，其中，均衡器采用DFE均衡器的结构和LMS自适应算法，通过均衡器对接收到的信号数据进行均衡处理，包括：

使用均衡器采用多次训练均衡和双向均衡结合的方式对接收到的信号数据中的数据帧进行均衡，其中，双向均衡包括正向均衡和反向均衡。

可选地，在本申请的一个实施例中，对水下信号进行第一信号处理，包括：

对水下信号进行预处理，得到预处理后的信号数据；

对预处理后的信号数据进行信道编码、交织、映射、调制；

对均衡处理后的信号数据进行第二信号处理，包括：

对均衡处理后的信号数据进行解映射、解交织、信道译码。

可选地，在本申请的一个实施例中，多次训练均衡包括：

在数据帧的头部、中部、尾部插入接收端已知的训练序列，使数据帧划分为第一数据帧和第二数据帧；

通过头部的训练序列对均衡器进行第一次训练，得到当前时刻的均衡器系数，并进入直接判决阶段处理第一数据帧，根据先验信息计算判决误差调整均衡器系数，完成对第一数据帧的均衡处理和对均衡器的系数调整，其中，先验信息为均衡器的判决结果或译码器的输出反馈，译码器用于完成信道译码；

采用相同的方式通过中部的训练序列完成对第二数据帧的均衡处理和对均衡器的系数调整，并更新当前信道信息；

在完成数据帧的正向均衡后，得到正向均衡结果，用尾部的训练序列对均衡器系数进行调整，得到正向均衡器系数。

可选地，在本申请的一个实施例中，双向均衡包括：

在多次训练均衡完成后，反向对数据帧进行多次训练均衡，完成对数据帧的反向均衡，得到反向均衡结果和反向均衡器系数；

将正向均衡结果和反向均衡结果对应相加，得到最终的均衡结果，并根据正向均衡器系数和反向均衡器系数对均衡器的系数进行调整。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例一所提供的一种应用于时变水声信道的稳健自适应turbo均衡方法的流程示意图；

图2为本申请实施例的水声通信系统结构示意图；

图3为本申请实施例的一种信息序列帧结构示意图；

图4为本申请实施例的一种双向均衡示意图；

图5为本申请实施例提供的一种应用于时变水声信道的稳健自适应turbo均衡装置的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下面参考附图描述本申请实施例的应用于时变水声信道的稳健自适应turbo均衡方法和装置。

图1为本申请实施例一所提供的一种应用于时变水声信道的稳健自适应turbo均衡方法的流程示意图。

如图1所示，该应用于时变水声信道的稳健自适应turbo均衡方法包括以下步骤：

步骤101，获取水下信号，并对水下信号进行第一信号处理，得到处理后的信号数据；

步骤102，通过发送端将信号数据发出，并通过信道传输至接收端处；

步骤103，在接收端处通过均衡器对接收到的信号数据进行均衡处理，并对均衡处理后的信号数据进行第二信号处理，得到最终的水下信号，其中，均衡器采用DFE均衡器的结构和LMS自适应算法，通过均衡器对接收到的信号数据中的信号数据进行均衡处理，包括：

使用均衡器采用多次训练均衡和双向均衡结合的方式对接收到的数据帧进行均衡，其中，双向均衡包括正向均衡和反向均衡。

本申请实施例的应用于时变水声信道的稳健自适应turbo均衡方法，通过在信息序列的头部、中部和尾部分别插入训练序列，通过多次进行训练过程，实现更好的信道跟踪效果，并有效抑制自适应均衡器固有的误差累积和错误传播现象。通过双向均衡方式，进一步降低均衡误差，提升算法准确性。本申请能够大幅提升均衡器的抗噪声、抗干扰、抗信道时变能力，对实现复杂时变水声信道环境下的高速稳定通信，具有重要意义。

可选地，在本申请的一个实施例中，对水下信号进行第一信号处理，包括：

对水下信号进行预处理，得到预处理后的信号数据；

对预处理后的信号数据进行信道编码、交织、映射、调制；

对均衡处理后的信号数据进行第二信号处理，包括：

对均衡处理后的信号数据进行解映射、解交织、信道译码。

可选地，在本申请的一个实施例中，多次训练均衡包括：

在数据帧的头部、中部、尾部插入接收端已知的训练序列，使数据帧划分为第一数据帧和第二数据帧；

通过头部的训练序列对均衡器进行第一次训练，得到当前时刻的均衡器系数，并进入直接判决阶段处理第一数据帧，根据先验信息计算判决误差调整均衡器系数，完成对第一数据帧的均衡处理和对均衡器的系数调整，其中，先验信息为均衡器的判决结果或译码器的输出反馈，译码器用于完成信道译码；

采用相同的方式通过中部的训练序列完成对第二数据帧的均衡处理和均衡器的系数调整，并更新当前信道信息；

在完成数据帧的正向均衡后，得到正向均衡结果，用尾部训练序列对均衡器系数进行调整，得到正向均衡器系数。

可选地，在本申请的一个实施例中，双向均衡包括：

在多次训练均衡完成后，反向对数据帧进行多次训练均衡，完成对数据帧的反向均衡，得到反向均衡结果和反向均衡器系数；

将正向均衡结果和反向均衡结果对应相加，得到最终的均衡结果，并根据正向均衡器系数和反向均衡器系数对均衡器的系数进行调整。

下面对本申请的应用于时变水声信道的稳健自适应turbo均衡方法在单载波水声通信系统中的应用进行详细描述。

图2为水声通信系统结构示意图，接收端采用turbo均衡。

均衡器可以采用线性均衡器（LE）、判决反馈均衡器（DFE）等结构和最小均衡（LMS）、归一化最小均衡（NLMS）、递归最小二乘（RLS）等自适应算法。本申请以DFE结构和LMS自适应算法为例说明。

DFE均衡器在第k时刻均衡后的符号可以表示为：

其中，

和/>

分别表示前馈滤波向量和反馈滤波向量，/>

表示先验软符号向量，/>

表示接收符号向量。

LMS自适应算法的滤波器系数更新过程可以表示为：

其中

为迭代步长，/>

为判决误差。

自适应均衡过程分为两个阶段：训练阶段和直接判决阶段。在训练阶段，采用训练序列调节均衡器系数，使得均衡器达到收敛，训练结束后进入直接判决阶段，利用判决误差调整均衡器的系数，进一步跟踪信道变化。训练阶段序列已知，可以使用较大的迭代步长，实现均衡器系数快速收敛。直接判决阶段先验信息准确度有限，使用较小的迭代步长，提升均衡器的稳定性。

本实施例采用多次训练均衡和双向均衡结合的方式对信号序列进行均衡。

上述多次训练均衡包括：

组帧过程中分别在信息序列的头部、中部和尾部插入接收端已知的训练序列，图3为帧结构示意图。

数据帧到达接收端后，先由头部的训练序列对均衡器进行训练，使均衡器达到收敛，得到当前时刻的均衡器系数。然后进入直接判决阶段处理接收信息序列，并根据先验信息计算判决误差，缓慢调整均衡器系数，实现自适应均衡的效果。先验信息为均衡器判决结果或译码器输出反馈，而这些都由均衡器输出得到。受噪声、干扰和信道时变影响，均衡器输出会出现错误，造成均衡器系数错误调整，形成误差累积和错误传播现象，均衡器效果下降甚至失效。

为了解决错误传播的问题，同时能够及时跟踪信道变化，在数据序列的中间部位插入训练序列，使均衡器再次进入训练状态，回调因错误判决而产生错误的均衡器系数，同时更新当前信道信息，保证后续信息序列均衡的准确性。

信息序列处理完成后，用尾部训练序列再次调整均衡器系数，作为最终均衡器系数的输出结果。

上述双向均衡包括：

分别从正向和反向两个方向进行均衡，利用正向DFE和反向DFE输出的相关性极低，将两者相结合能够提取双向均衡的多样性，能够进一步抑制误差传播，实现更好的均衡效果，图4为双向均衡示意图，将正向与反向均衡器输出结果对应相加，得到最终的均衡结果。

为了实现上述实施例，本申请还提出一种应用于时变水声信道的稳健自适应turbo均衡装置。

图5为本申请实施例提供的一种应用于时变水声信道的稳健自适应turbo均衡装置的结构示意图。

如图5所示，该应用于时变水声信道的稳健自适应turbo均衡装置包括信号获取模块、信号发送模块、信号接收模块，其中，

信号获取模块，用于获取水下信号，并对水下信号进行第一信号处理，得到处理后的信号数据；

信号发送模块，用于通过发送端将信号数据发出，并通过信道传输至接收端处；

信号接收模块，用于在接收端处通过均衡器对接收到的信号数据进行均衡处理，并对均衡处理后的信号数据进行第二信号处理，得到最终的水下信号，其中，均衡器采用DFE均衡器的结构和LMS自适应算法，通过均衡器对接收到的信号数据进行均衡处理，包括：

使用均衡器采用多次训练均衡和双向均衡结合的方式对接收到的信号数据中的数据帧进行均衡，其中，双向均衡包括正向均衡和反向均衡。

可选地，在本申请的一个实施例中，对水下信号进行第一信号处理，包括：

对水下信号进行预处理，得到预处理后的信号数据；

对预处理后的信号数据进行信道编码、交织、映射、调制；

对均衡处理后的信号数据进行第二信号处理，包括：

对均衡处理后的信号数据进行解映射、解交织、信道译码。

可选地，在本申请的一个实施例中，多次训练均衡包括：

在数据帧的头部、中部、尾部插入接收端已知的训练序列，使数据帧划分为第一数据帧和第二数据帧；

通过头部的训练序列对均衡器进行第一次训练，得到当前时刻的均衡器系数，并进入直接判决阶段处理第一数据帧，根据先验信息计算判决误差调整均衡器系数，完成对第一数据帧的均衡处理和对均衡器的系数调整，其中，先验信息为均衡器的判决结果或译码器的输出反馈，译码器用于完成信道译码；

采用相同的方式通过中部的训练序列完成对第二数据帧的均衡处理和对均衡器的系数调整，并更新当前信道信息；

在完成数据帧的正向均衡后，得到正向均衡结果，用尾部的训练序列对均衡器系数进行调整，得到正向均衡器系数。

可选地，在本申请的一个实施例中，双向均衡包括：

在多次训练均衡完成后，反向对数据帧进行多次训练均衡，完成对数据帧的反向均衡，得到反向均衡结果和反向均衡器系数；

将正向均衡结果和反向均衡结果对应相加，得到最终的均衡结果，并根据正向均衡器系数和反向均衡器系数对均衡器的系数进行调整。

需要说明的是，前述对应用于时变水声信道的稳健自适应turbo均衡方法实施例的解释说明也适用于该实施例的应用于时变水声信道的稳健自适应turbo均衡装置，此处不再赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (4)

1.一种应用于时变水声信道的稳健自适应turbo均衡方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取水下信号，并对所述水下信号进行第一信号处理，得到处理后的信号数据；

通过发送端将所述信号数据发出，并通过信道传输至接收端处；

在所述接收端处通过均衡器对接收到的信号数据进行均衡处理，并对均衡处理后的信号数据进行第二信号处理，得到最终的水下信号，其中，所述均衡器采用DFE均衡器的结构和LMS自适应算法，所述通过均衡器对接收到的信号数据进行均衡处理，包括：

使用所述均衡器采用多次训练均衡和双向均衡结合的方式对接收到的信号数据中的数据帧进行均衡，其中，所述双向均衡包括正向均衡和反向均衡；

所述多次训练均衡包括：

在所述数据帧的头部、中部、尾部插入接收端已知的训练序列，使所述数据帧划分为第一数据帧和第二数据帧；

通过头部的训练序列对所述均衡器进行第一次训练，在训练时增大迭代步长，得到当前时刻的均衡器系数，并进入直接判决阶段处理所述第一数据帧，在处理时减小迭代步长，根据先验信息计算判决误差调整均衡器系数，完成对所述第一数据帧的均衡处理和对所述均衡器的系数调整，其中，所述先验信息为所述均衡器的判决结果或译码器的输出反馈，所述译码器用于完成信道译码；

采用相同的方式通过中部的训练序列完成对所述第二数据帧的均衡处理和对所述均衡器的系数调整，并更新当前信道信息；

在完成所述数据帧的正向均衡后，得到正向均衡结果，用尾部的训练序列对所述均衡器系数进行调整，得到正向均衡器系数；

所述双向均衡包括：

在所述多次训练均衡完成后，反向对所述数据帧进行所述多次训练均衡，完成对所述数据帧的反向均衡，得到反向均衡结果和反向均衡器系数；

将所述正向均衡结果和所述反向均衡结果对应相加，得到最终的均衡结果，并根据所述正向均衡器系数和所述反向均衡器系数对所述均衡器的系数进行调整。

2.如权利要求1所述的应用于时变水声信道的稳健自适应turbo均衡方法，其特征在于，所述对所述水下信号进行第一信号处理，包括：

对所述水下信号进行预处理，得到预处理后的信号数据；

对所述预处理后的信号数据进行信道编码、交织、映射、调制；

所述对均衡处理后的信号数据进行第二信号处理，包括：

对所述均衡处理后的信号数据进行解映射、解交织、信道译码。

3.一种应用于时变水声信道的稳健自适应turbo均衡装置，其特征在于，包括信号获取模块、信号发送模块、信号接收模块，其中，

所述信号获取模块，用于获取水下信号，并对所述水下信号进行第一信号处理，得到处理后的信号数据；

所述信号发送模块，用于通过发送端将所述信号数据发出，并通过信道传输至接收端处；

所述信号接收模块，用于在所述接收端处通过均衡器对接收到的信号数据进行均衡处理，并对均衡处理后的信号数据进行第二信号处理，得到最终的水下信号，其中，所述均衡器采用DFE均衡器的结构和LMS自适应算法，所述通过均衡器对接收到的信号数据进行均衡处理，包括：

使用所述均衡器采用多次训练均衡和双向均衡结合的方式对接收到的信号数据中的数据帧进行均衡，其中，所述双向均衡包括正向均衡和反向均衡；

所述多次训练均衡包括：

在所述数据帧的头部、中部、尾部插入接收端已知的训练序列，使所述数据帧划分为第一数据帧和第二数据帧；

通过头部的训练序列对所述均衡器进行第一次训练，在训练时增大迭代步长，得到当前时刻的均衡器系数，并进入直接判决阶段处理所述第一数据帧，在处理时减小迭代步长，根据先验信息计算判决误差调整均衡器系数，完成对所述第一数据帧的均衡处理和对所述均衡器的系数调整，其中，所述先验信息为所述均衡器的判决结果或译码器的输出反馈，所述译码器用于完成信道译码；

采用相同的方式通过中部的训练序列完成对所述第二数据帧的均衡处理和对所述均衡器的系数调整，并更新当前信道信息；

在完成所述数据帧的正向均衡后，得到正向均衡结果，用尾部的训练序列对所述均衡器系数进行调整，得到正向均衡器系数；

所述双向均衡包括：

在所述多次训练均衡完成后，反向对所述数据帧进行所述多次训练均衡，完成对所述数据帧的反向均衡，得到反向均衡结果和反向均衡器系数；

将所述正向均衡结果和所述反向均衡结果对应相加，得到最终的均衡结果，并根据所述正向均衡器系数和所述反向均衡器系数对所述均衡器的系数进行调整。

4.如权利要求3所述的应用于时变水声信道的稳健自适应turbo均衡装置，其特征在于，所述对所述水下信号进行第一信号处理，包括：

对所述水下信号进行预处理，得到预处理后的信号数据；

对所述预处理后的信号数据进行信道编码、交织、映射、调制；

所述对均衡处理后的信号数据进行第二信号处理，包括：

对所述均衡处理后的信号数据进行解映射、解交织、信道译码。

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