仪器仪表学报

作者：蒋佳佳，杨绪宝，郭同同，李兆明

单位：蒋佳佳,1.天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室天津300072； 2.天津大学微光机电系统技术 教育部重点实验室天津300072,jiajiajiang@tju.edu.cn,杨绪宝,1.天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室天津300072； 2.天津大学微光机电系统技术 教育部重点实验室天津300072,,郭同同,1.天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室天津300072； 2.天津大学微光机电系统技术 教育部重点实验室天津300072,,李兆明,1.天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室天津300072； 2.天津大学微光机电系统技术 教育部重点实验室天津300072,zhaomingli@tju.edu.cn,

关键词：水声全双工通信;通信探测一体化;水下收发一体机;自干扰抑制;SFTRLS

基金：天津市杰出青年科学基金(24JCJQJC00240)、国家自然科学基金(62231011)项目资助

随着水下全双工通信技术的不断发展，在收发同频共通的通信模式下，发射端高功率信号易通过多种耦合路径影响接收端，形成强烈的自干扰信号，从而淹没期望信号，导致通信质量显著下降。特别是在复杂的水声信道环境中，自干扰现象更为严重，已成为制约水下通信系统性能提升的关键瓶颈。因此，对来自同侧的自干扰信号的有效抑制已成为水下收发一体机系统亟需解决的重要技术难题。针对数字域自干扰抑制中传统LMS算法和RLS算法在实际应用中分别存在的估计精度不足和运算复杂度高的问题，提出了一种基于稳定快速变换递归最小二乘（SFTRLS）算法的数字域自干扰抑制方法。该算法通过引入前向与后向预测结构，将RLS算法中复杂的矩阵运算转化为一维向量运算，有效将计算复杂度从传统的O(N2)降低至O(N)，在显著降低计算量的同时，时保持了出色的自干扰抑制性能。通过在不同信噪比、不同信道阶数条件下的仿真实验，验证了所提算法在收敛速度、自干扰信道估计精度以及运算速度等方面的优势。随后，在实际湖试环境下进一步对该方法进行了工程验证，实验结果表明在现有测试条件下，该算法可实现高达30dB的自干扰抑制比，与其他算法对比也进一步证明了SFTRLS算法在复杂水下环境中具有良好的适用性与工程价值。

来源：2025年第7期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

查看仪器仪表学报杂志2025年第7期