水聲信號參數(shù)估計與分析.pdf

1、隨著各國對海洋資源的開發(fā)和利用，使得水聲技術(shù)成為主導(dǎo)技術(shù)之一，進而水聲信號處理成為非常重要的課題。本文以水聲通信信號為研究對象，深入研究水聲信號基本參數(shù)的估計問題，有針對性的提出參數(shù)估計算法并進行分析比較。本文的主要工作和貢獻如下：
　　1.深入探討了兩種信噪比估計算法：奇異值分解法和二階四階矩法（M2M4），并對它們的估計性能進行分析比較，給工程應(yīng)用提供了理論依據(jù)。針對奇異值分解法中使用最小描述長度（MDL）準(zhǔn)則對信號子空間的維

2、數(shù)進行估計存在欠估計的缺點，提出了利用聯(lián)合信息準(zhǔn)則（CIC）來估計信號子空間的維數(shù)，得到改進算法 CIC-SVD，經(jīng)實驗證明，改進算法估計效能優(yōu)于原算法。選用兩種奇異值分解法對實測水聲信號的信噪比進行估計，得到較理想的結(jié)果，但由于現(xiàn)有條件以及本人水平的限制，對實測水聲信號信噪比估計結(jié)果暫時無法驗證。
　　2.首先，對基于FFT插值的頻率估計算法進行了細致地研究，利用Rife算法和Quinn算法的各自優(yōu)點，結(jié)合頻譜細化技術(shù)及頻移技術(shù)

3、，提出了改進算法，即Q-R綜合算法。通過實驗仿真證明Q-R綜合算法在全頻段獲得了穩(wěn)定的頻率估計性能。其次，針對多頻信號的頻率估計問題，探討了基于子空間的頻率估計算法，即MUSIC算法和ESPRIT算法。第三，針對非平穩(wěn)信號的頻率估計問題，引出了瞬時頻率的概念，應(yīng)用時頻分析方法對線性調(diào)頻信號的瞬時頻率進行分析。最后，選用Rife算法及其改進算法對實測淺海垂直接收的水聲信號進行頻率估計。由于淺海噪聲復(fù)雜性遠遠大于高斯白噪聲，所以估計效能明顯