帶乘性噪聲模型的水聲信道與字符估計(jì)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(fù)雜通信環(huán)境下的信號(hào)自適應(yīng)估計(jì)問題。海洋環(huán)境由于存在很多隨機(jī)不均勻性,如海面具有隨機(jī)時(shí)變、空變的波浪,海水中有冷熱不均的隨機(jī)水團(tuán),海底的地貌及聲學(xué)特性也是隨機(jī)不均勻的,這些不均勻性都會(huì)對(duì)聲信號(hào)的傳播造成影響。因此,可以說作為水聲信道的海洋介質(zhì)是一個(gè)高噪聲、強(qiáng)混響、信道帶寬窄、多途效應(yīng)的干擾嚴(yán)重的信道,又是一個(gè)時(shí)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(yīng)、頻散效應(yīng)。<

2、br>　　本文基于水聲信道的特性并結(jié)合乘性噪聲的作用機(jī)理,用帶乘性噪聲系統(tǒng)模型來刻畫隨機(jī)時(shí)變的水聲信道。針對(duì)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(duì)SIMO水聲通信系統(tǒng),建立了復(fù)雜多通道帶乘性噪聲系統(tǒng)模型,該模型刻畫了一種更復(fù)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(jī)時(shí)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(chǔ)上,基于正交投影定理和線性最

3、小方差準(zhǔn)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(chǔ)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(dǎo)了基于線性最小方差準(zhǔn)則的狀態(tài)最優(yōu)濾波算法。
　　三、對(duì)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(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真,驗(yàn)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(jù),將SIMO系統(tǒng)的最優(yōu)濾波算法與相關(guān)文獻(xiàn)中的