Page 70 - 《应用声学》2022年第1期

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约 0.34 dB 信噪比增益，当系统 FER 达到 10 −3 时， 加稳定。此时，本文所提方法能够将系统 BER 达
所提方法相比基于LDPC码的JSCD方法能够获得 到10 −4 所需比特信噪比由传统分离译码的18.5 dB
约0.50 dB信噪比增益。可见，所提方法在统一的译 降低至 17.0 dB，获得约 1.5 dB 信噪比增益，高于
码网格图中实现信源译码和信道译码的一体化联 AWGN信道下的结果。在复杂时变水声信道下，受
合译码，有利于进一步提高通信系统的可靠性。 限于均衡器的性能，水声信道 ISI 难以全部消除，即
使信噪比很高，均衡器的输出结果中仍然存在一定
10 0
干扰。相比之下，来自信源的信息不会受到复杂水
声信道的影响。由于本文所提方法能够有效利用来

10 -2 自信源的信息抵抗信道差错，因此，在复杂水声信道
BER 下能够获得比传统分离译码方法更加稳定的译码
性能，所取得的信噪比增益也比在AWGN信道下更
10 -4
高。可见，在水声通信中研究信源信道联合译码对
LDPC-JSCD
వ஡ਫ਼ଢவข 提升水声通信系统的可靠性具有重要意义。
10 -6
2.0 2.5 3.0 3.5
0
උྲη٪උ/dB
30
(a) BER
25
10 0 20 -10
௑ᫎ/s 15 ॆʷӑη᥋־ऄ/dB

-20
10
FER 10 -2 5

-30
0 20 40 60
LDPC-JSCD
ኀՂᫎᬦ
వ஡ਫ਼ଢவข
10 -4 图 6 仿真时域信道冲击响应
2.0 2.5 3.0 3.5
Fig. 6 Channel impulse response used in simulation
උྲη٪උ/dB
(b) FER
图 5 所提方法与基于 LDPC 的 JSCD 方法 BER
与 FER 仿真结果
Fig. 5 The BER and FER simulation results of 10 -2
the proposed algorithm and the JSCD based on BER
LDPC codes
SSCD
10 -4
为验证所提方法在水声信道下的有效性，进 P-JSCD
一步在图 6 所示的实测时变水声信道下进行仿
13 14 15 16 17 18 19
真。接收端采用判决反馈均衡器 (Decision feed- ∄⢩ؑಚ∄/dB
back equalization, DFE) 对水声信道多途效应导致
图 7 实测水声信道下的仿真结果
的码间串扰 (Intersymbol interference, ISI) 进行补
Fig. 7 Simulation results in measured underwater
偿，其中，自适应算法采用归一化最小均方算法，令
acoustic channel
前馈滤波器阶数为 20，反馈滤波器阶数为 65。通过
仿真选择使译码性能最优的参数 α = 4。图 7 为不 4 湖上实验
同比特信噪比下传统分离译码和所提方法的 BER
仿真结果。 4.1 实验概述
仿真结果显示，在复杂水声信道下，传统分离 为进一步验证所提方法在实际水声通信中的
译码所需信噪比大幅提高，而所提方法的性能则更 有效性，中国科学院声学研究所的相关工作人员