Page 26 - 《应用声学》2023年第3期

464 2023 年 5 月

而 CR-DCS 方法则能够在簇区域信息的约束下，确 1)，3 种方法的误码率均较高，随着联合水听器数目
保信道能量较好地集中在簇所在区域，更加接近全 的增加，3 种方法的误码率均明显下降，但 CR-DCS
导频估计信道的能量分布，并且通过多数据块信息 方法的误码率曲线与 OMP 和 SOMP 相比明显降
联合，也能降低个别数据块中估计出误差多途可能 低，联合12个水听器后，误码率水平达到10 −2 左右。
性，从而提升整体信道估计准确度。 为了验证本文所提方法对于误码率性能提升
为了对比均衡后算法的性能，采用MMSE的均 的稳定性，图 14 给出了联合 12 个阵元均衡后不同
衡方式进行信道均衡，并且由于单个阵元 SNR 较 方法对应的误码率随信号发送轮次变化的结果，从
低，只有 10 dB左右，因此通过多水听器联合均衡的 图 14 中可以看出，随着时间的变化，CR-DCS 方法
方式来获取均衡增益。水听器合并的数量越多，合 具有比较稳定的误码率性能优势。
并后SNR 增益越高，因此性能的提升来源于分集作 对 74 轮的接收信号进行总误码率统计，3 种方
用和SNR的增加。 法对应的总误码情况见表 4：74 轮信号总共发送
对每个水听器分别进行信道估计，并联合多个 了 318200 个比特数据，3 种方法的总误码率分别为
接收阵元所接收的信号完成信道均衡，选取其中两 0.1433、0.0890 和 0.0455，即采用 CR-DCS 方法进行
个信号的均衡结果进行展示，均衡后不同方法对应 信道估计并联合 12 个水听器的信道进行合并均衡
的误码率结果如图13所示。从图 13中可以看出，两 后，其误码率相较于 SOMP 方法能够稳定降低约
个信号的单水听器的 SNR 均值分别约为 10 dB 和 50%，该结果表明了所提方法相较于传统的 DCS 估
11 dB，仅采用单个阵元进行均衡时 (水听器个数为 计方法具有稳定的性能优势。

OMP
SOMP
CR-DCS
10 0
S-MSE

10 -1
10 20 30 40 50 60 70 80
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图 11 不同信道估计方法下 12 阵元平均后的 S-MSE 曲线
Fig. 11 Averaged S-MSE curves of 12 array elements under different channel estimation methods

஝૶ڱጊळ 5 (a) OMP 0.6

10
0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50
0.5
஝૶ڱጊळ 5 0.4
(b) SOMP
10
0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50
0.3 ॆʷӑη᥋־ऄࣨए
஝૶ڱጊळ 5 0.2
(c) CR-DCS
10
0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50
0.1
஝૶ڱጊळ 5 0
(d) Л࠮ᮠ
10
0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50
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图 12 不同方法信道估计结果对比
Fig. 12 Comparison of channel estimation results of different methods