帶乘性噪聲模型的水聲信道與字符估計算法研究.pdf

1、帶乘性噪聲系統(tǒng)是傳統(tǒng)的卡爾曼濾波線性系統(tǒng)的推廣,可以解決復雜通信環(huán)境下的信號自適應估計問題。海洋環(huán)境由于存在很多隨機不均勻性,如海面具有隨機時變、空變的波浪,海水中有冷熱不均的隨機水團,海底的地貌及聲學特性也是隨機不均勻的,這些不均勻性都會對聲信號的傳播造成影響。因此,可以說作為水聲信道的海洋介質是一個高噪聲、強混響、信道帶寬窄、多途效應的干擾嚴重的信道,又是一個時變、空變、頻變的信道。其主要特征表現(xiàn)為:傳播損失、多徑效應、頻散效應。<

2、br>　　本文基于水聲信道的特性并結合乘性噪聲的作用機理,用帶乘性噪聲系統(tǒng)模型來刻畫隨機時變的水聲信道。針對單發(fā)多收及多發(fā)多收水聲通信系統(tǒng),主要完成了以下工作:
　　一、針對SIMO水聲通信系統(tǒng),建立了復雜多通道帶乘性噪聲系統(tǒng)模型,該模型刻畫了一種更復雜的通道特性,并且更具有一般性。由于水聲信道存在著明顯的衰落特性及隨機時變因素,因此,用帶乘性噪聲系統(tǒng)模型描述水聲信道具有一定的合理性。并且在該模型的基礎上,基于正交投影定理和線性最

3、小方差準則,給出了狀態(tài)最優(yōu)濾波算法及固定域平滑算法。
　　二、在SIMO系統(tǒng)的基礎上,將模型推廣到MIMO水聲通信系統(tǒng),建立了帶乘性噪聲系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型,并且推導了基于線性最小方差準則的狀態(tài)最優(yōu)濾波算法。
　　三、對SIMO水聲通信系統(tǒng)的最優(yōu)濾波算法、固定域平滑算法及MIMO系統(tǒng)的最優(yōu)濾波算法進行了計算機仿真,驗證了方法的有效性。并且本文還采用多徑瑞利衰落信道得到的第三方接收數(shù)據,將SIMO系統(tǒng)的最優(yōu)濾波算法與相關文獻中的