本发明属于水声通信领域，具体涉及一种水声通信信道容量评估方法。
背景技术：
1、作为水下无线远距离信息传输的主要技术手段，水声通信在海洋资源勘探、海洋安全、海洋科学研究和军事应用等领域都具有重要的应用价值。水声通信研究是通信理论与水声传播理论研究的有机结合。在通信理论方面，香农信道容量公式是信息论的基石，为无线通信的设计与发展提供了重要的理论依据。
2、事实上，香农信道容量是在无限长码字、信源高斯分布信源和sinc脉冲成形等理想假设下的理论极限。而在水声通信中通常码字较短，发送符号通过均匀分布星座映射生成，且成形脉冲采用有限长根升余弦脉冲等，与香农信道容量假设严重不符。此外，与无线信道不同，水声信道具有时变长时延多径扩展，表现出明显的频率选择性和空间选择性，是最具挑战性的通信信道之一。因此，香农信道容量并不能为水声通信的性能评估和系统设计提供较为准确的指导。在水声通信领域，目前关于信道容量的研究分析相对较少，国内外研究人员多从香农信道容量公式入手，结合水声信道的传播损失特性、衰落特性和统计特性等进行定性的推导分析，仍然没有完全脱离香农容量的理论假设。这导致已有的水声信道容量评估法过“松”，无法对实际水声通信系统的最大可实现速率进行更为准确的定量分析。
3、因此，如何建立准确的水声信道通信容量评估方法，进而为水声通信与组网系统的设计与评估提供指导，是目前亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、本发明的主要目的在于提供一种水声通信信道容量评估方法，能够对任一水声信道的通信容量进行定量评估，给出信道最大频谱利用率与传输信噪比之间的对应关系，为实际水声通信系统的设计提供理论指导。
2、本发明的技术解决方案是，提供一种水声通信信道容量评估方法，该方法包括：
3、步骤1)，随机生成比特序列b和符号序列s；
4、步骤2)，指定先验互信息ia，基于比特序列b生成对应的先验比特对数似然比(log-likelihood-ratio，llr)序列la；
5、步骤3)，基于先验比特llr序列la得到先验符号概率；
6、步骤4)，基于先验符号概率和信道冲激响应，通过状态演化分析预测最优均衡误差，输出外部符号信息；
7、步骤5)，基于先验比特llr序列la和外部符号信息计算外部比特llr序列le；
8、步骤6)，基于外部比特llr序列le计算外部互信息ie；
9、步骤7)，通过步骤2)至步骤6)得到外部互信息ie与先验互信息ia、信噪比snr的对应关系ie＝t(ia,snr)；
10、步骤8)，通过对ie＝t(ia,snr)积分计算得到在当前信道和传输信噪比条件下的通信容量c。
11、本发明至少具有以下两处关键发明点：
12、1、本发明的一种水声通信信道容量评估方法所涉及的状态演化分析能够在任一给定水声信道下通过多次迭代收敛至贝叶斯理论最优均衡性能，相比于传统最优但因复杂度过高而无法实用的维特比软均衡，复杂度线性变化且不受水声信道扩展长度的影响，实际应用简单高效。
13、2、本发明的一种水声通信信道容量评估方法不受经典香农容量前提假设限制，能够对任意星座映射形式、任意码字长度、任一冲激响应已知的水声信道等条件下的水声通信容量(即最大可实现速率)进行准确评估，为水声通信系统及网络设计提供参考指导。
1.一种水声通信信道容量评估方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的水声通信信道容量评估方法，其特征在于，所述步骤1)包括：
3.根据权利要求1所述的水声通信信道容量评估方法，其特征在于，所述步骤2)包括：
4.根据权利要求1所述的水声通信信道容量评估方法，其特征在于，所述步骤3)包括：
5.根据权利要求1所述的水声通信信道容量评估方法，其特征在于，所述步骤4)包括：
6.根据权利要求1所述的水声通信信道容量评估方法，其特征在于，所述步骤5)包括：
7.根据权利要求1所述的水声通信信道容量评估方法，其特征在于，所述步骤6)包括：
8.根据权利要求1所述的水声通信信道容量评估方法，其特征在于，所述步骤7)包括：
9.根据权利要求1所述的水声通信信道容量评估方法，其特征在于，所述步骤8)包括：
