雷达与导航、声纳与对抗

0323021盲均衡算法抵抗水声信道多途干扰的实验研究[刊]/王峰//电声技术.—2003,(5).—4～6(L)介绍了盲均衡器对具有多途效应的 BPSK 相干水声通信数据均衡的实验结果。采用 Matlab 编程,获得了符合盲均衡要求的信源信号,通过在水池发射具有低频载波的信号,获得了具有多途水声信道特性的BPSK 数据,经过解调、同步等处理后,检验了隐含和直接使用高阶统计量的盲均衡算法对实际多途水声信道的均衡效果,并与传统的自适应均衡算法进行了性     

一种用于多径衰落水声信道的盲均衡算法研究

信道均衡是现今高速水声通信系统中克服码间干扰一项关键技术,如何提高均衡器的性能是目前研究的热点课题。针对水声信道的时变多普勒特性,在分析信道模型及盲均衡器结构特点的基础上,提出了一种时域解相关的变步长恒模算法,并对算法进行了仿真及试验分析。结果表明改进算法能够有效克服实际水声通信中的码间干扰效应,具有更快的收敛速度和更小的剩余误差,提高了浅海水声通信的有效性和可靠性,具有广阔的工程应用前景。     

盲均衡算法抵抗水声信道多途干扰的实验研究

介绍了盲均衡器对具有多途效应的BPSK相干水声通信数据均衡的实验结果。采用Matlab编程，获得了符合盲均衡要求的信源信号，通过在水池发射具有低频载波的信号，获得了具有多途水声信道特性的BPSK数据，经过解调、同步等处理后，检验了隐含和直接使用高阶统计量的盲均衡算法对实际多途水声信道的均衡效果，并与传统的自适应均衡算法进行了性能对比。结果表明，一种常数模判决反馈盲均衡算法，获得了与自适应算法很接近的性能。     

一种用于水声通信的快速自适应均衡器设计

信道均衡是现代水声通信系统中克服码间干扰的重要手段,根据时变水声信道需进行信道均衡的要求,设计了一种判决反馈盲均衡器。针对恒模算法在固定步长下存在收敛速度与剩余误差的矛盾缺陷,提出了一种基于剩余误差的变步长恒模算法,并对改进算法进行了计算机仿真及试验测试,结果表明,改进算法无论是在收敛性能还是在均衡效果上都有大幅提高,在实际水声通信中具有较好的应用价值。     

LDPC码在浅海水声通信中的应用研究

LDPC码具有编码增益高、译码速度快、可并行译码等特点,是当前编码界的一个研究热点。针对复杂多变、强多途和大起伏干扰的浅海水声信道,建立了LDPC码在浅海水声信道中仿真的模型,仿真研究了浅海水声信道下采用和一积译码算法的LDPC码性能。仿真结果表明,LDPC码在3径多途信道下性能优越;当译码迭代3—5次,码长1000bit左右时基本上能满足水声通信对误码率为10^-4的基本要求。     

LMS算法和RLS算法在水声信道通信系统中应用的比较

为了减小水声通信系统中存在的由于多径传播效应引起的符号间干扰,可在系统中使用线性均衡器。首先介绍了LMS算法和RLS算法基本原理,利用Matlab仿真软件,给出了两种算法在水声信道通信系统中的自适应均衡的仿真系统,并对这两种算法对于均衡器的影响进行了比较,最后对比较的结果进行了分析。     

LMS算法和RLS算法在水声信道通信系统中应用的比较

为了减小水声通信系统中存在的由于多径传播效应引起的符号间干扰,可在系统中使用线性均衡器。首先介绍了LMS算法和RLS算法基本原理,利用Matlab仿真软件,给出了两种算法在水声信道通信系统中的自适应均衡的仿真系统,并对这两种算法对于均衡器的影响进行了比较,最后对比较的结果进行了分析。     

稀疏水声信道判决反馈盲均衡算法研究

针对高速水声通信中信道的稀疏特性,提出了一种基于常数模准则的稀疏水声信道判决反馈盲均衡算法。该算法将改进的常数模算法与一种变化的判决反馈均衡器结构(部分反馈均衡器)有机结合,利用水声信道的稀疏特性,不但很好地实现了稀疏水声信道的盲均衡,而且简化了计算,易于算法的硬件实现。用典型稀疏水声信道进行了计算机仿真。结果表明,该算法性能稳定,计算量小,稳态均方误差低,整体性能与基于自适应LMS的稀疏迭代算法接近。该研究为高速水声通信中稀疏信道的均衡提供了一种可实现的方法。     

几种LMS算法在水声信道通信系统中应用的比较

为了减小水声通信系统中存在的由于多径传播效应引起的符号间干扰,在系统中使用了线性均衡器.本文首先介绍了几种LMS算法基本原理,利用Matlab仿真软件,给出了这几种算法在水声信道通信系统中的自适应均衡的仿真系统,并由这些算法对于均衡器的影响进行了比较,最后又对比较的结果进行了分析.     

浅海水声通信中的间接自适应均衡算法

为了消除具有时变和多径特性的浅海水声信道带来的码间干扰,该文提出了一种间接自适应均衡算法。在发送端,设计了一种适合在浅海水声信道中传输的帧结构。在接收端,利用帧头进行快速信道估计和均衡器抽头系数的初始化,通过门限的设定,有选择地激活特定位置的抽头。并采用可变步长的LMS算法进一步减小误差,更好地均衡帧体数据。理论分析和仿真结果表明,该算法具有快速收敛性和较低的硬件复杂度,对经过高阶调制的发送信号具有很好的均衡效果,可以有效地应用于浅海高速数字通信系统。     

基于盲源分离的水声信道盲均衡处理方法

提出了一种基于盲源分离的水声信道讯均衡处理方法,通过对接收信号过采样构成源信号,采用了基于信息最大化原理(Infomax)在线分离算法进行了水声信道的盲均衡,并研究了时变水声信道条件下算法的均衡情况,仿真实验结果表明,该处理方法对多径水声信道具有较好的均衡效果,同时不受最小相位的条件限制。     

基于Chebyshev混沌序列的正交宽带调制解调方法

针对常规的相干解调和非相干解调在水声信道通信中可靠性差的问题,文中提出了一种基于Chebyshev混沌序列的正交宽带调制解调方法。该方法基于海洋水声信道环境与传播特点,采用统计特性接近环境噪声且具有尖锐自相关、宽带特性的Chebyshev混沌序列作为信息载体和同步信号,并利用欧氏距离分类器对接收信号进行非相干分类判决解调。该方法可有效抑制水声信道因多途传播而引起的频率选择性衰落和码间干扰,从而更好地实现低信噪比条件下可靠水声通信。仿真实验证明,在-10 dB以上信噪比环境下,文中所提通信方法在具有多途效应的水声信道上具有良好的通信性能。     

Multipath delay estimation using a superresolution PN-correlationmethod

This paper addresses the problem of high-resolution estimation of a multipath channel delay profile. We propose several improvements to the so-called superresolution pseudo-noise sequence correlation method (SPM) and analyze its performance on time-varying channels. SPM is based on the multiple signal classification (MUSIC) algorithm, which requires decorrelation of the multipath echoes. The proposed improvements enable SPM-based delay estimation in the presence of narrowband interference, and they reduce the necessary transmission window while preserving multipath echo decorrelation. These improvements are analyzed and are applied to underwater acoustic experimental data     

A prefix-based approach for joint Doppler and channel estimation in underwater communication

Developing a reliable and robust underwater acoustic communication system is a difficult task due to the complicated nature of the underwater channel, non-stationary noise, and several other factors. Indeed, channel estimation or equalization presents numerous challenges in this non-stationary, highly Doppler, multipath environment; as a result, traditional equalizers and PLL-based methods have limited performance. Generally, communication over such time-varying channels is accomplished via packets that contain a prefix/preamble signal for training, a payload containing the actual data, and a silent period for proper alignment. The prefix signal must be designed properly because it is used to estimate the channel and determine the start of the packet. In this paper, we propose a new prefix signal based on the hyperbolic chirp signal, which has Doppler invariance properties. These properties enable the extraction of the entire packet even under severe multipath and Doppler. Our new proposed prefix signal can accurately and efficiently characterize an underwater channel by estimating the multipath delay, amplitude, and Doppler scales. Our new method has been validated through extensive simulations using various channel models for its robustness and effectiveness under various conditions. It has also been tested on a real-world channel.     

稳定水声通信判决反馈盲均衡算法研究

水声信道环境恶劣,尤其是多径效应常会造成水声通信系统同步位置发生偏移,对均衡算法造成严重影响。从提高均衡算法稳健性的角度出发。在稳定性较高的归一化常数模算法基础上,借助早迟积分比相原理完成对采样位置的跟踪,并结合判决正方形方法提出一种归一化修正常模盲均衡算法。仿真结果表明．这种基于判决正方形的归一化修正常模盲均衡算法具有更好的收敛能力与稳定性,具有较强的抗干扰能力,能保证水声通信高效运行。     

基于对数域同态滤波的时延估计算法研究

针对水声信道中窄带信号的多途时延估计问题,本文在对复倒谱时延估计方法进行研究的基础上,提出了一种基于对数域同态滤波的时延估计算法.结合复倒谱与同态滤波思想,将接收的窄带信号首先变换到对数域,然后与本地存储的信号进行谱减法,再对相减后的信号进行滤波以消除残余的信号与噪声成分,最后将其恢复到时域以获取多途时延估计.与传统的匹配滤波/相关处理以及复倒谱分析方法相比,本文算法具有时延估计精度高、噪声抑制能力较强等特点.仿真与湖试数据处理结果证明了该方法的有效性.     

稳定水声通信判决反馈盲均衡算法研究

水声信道环境恶劣,尤其是多径效应常会造成水声通信系统同步位置发生偏移,对均衡算法造成严重影响。从提高均衡算法稳健性的角度出发,在稳定性较高的归一化常数模算法基础上,借助早迟积分比相原理完成对采样位置的跟踪,并结合判决正方形方法提出一种归一化修正常模盲均衡算法。仿真结果表明,这种基于判决正方形的归一化修正常模盲均衡算法具有更好的收敛能力与稳定性,具有较强的抗干扰能力,能保证水声通信高效运行。     

被动时反镜在水声通信中的应用研究

被动时反镜（PTRM）技术具有时间压缩性能,在水下通信中,PTRM技术能实现多径信号的重组,既实现了多径信号能量的聚焦,又抑制了码间干扰。将PTRM技术应用于多径扩展严重的浅水水声通信系统中,在对声信道没有任何先验知识的情况下与声信道自动匹配,实现自适应聚焦。仿真结果表明：PTRM可以良好地重组多径扩展,拟制码间干扰,减小误码率,提高通信质量。     

LS码在水声扩频中的应用及估计

水声多径干扰限制了水声直接扩频通信系统的进一步应用,选取性能更好的扩频序列可以提高水声扩频系统的抗干扰性能。在讨论了LS码特性的基础上,提出了将LS码应用于水声直接扩频通信中,并分析了LS码应用的优势。通过多径瑞利水声信道模型仿真,验证了LS码水声扩频通信的良好性能。利用了二次谱和奇异值分解的方法对LS码水声直扩信号的扩频序列进行了估计。仿真结果表明,该方法在信噪比为-11dB时还能准确的估计出LS码。     

流形学习在浅海水声通信中的应用

在复杂的浅海环境中,水声信道具有强烈的空变和时变特性,致使水声通信系统的鲁棒性很难得到保证。该文不同于依赖复杂信道编码和信道均衡手段的传统水声通信算法,将流形学习思想应用于高维海洋环境参数空间刻画及信号空间映射中,为水下数据传输提出创新方案。从声场角度出发,结合浅海实验数据,分析通信信号时空起伏特性,研究环境参数空间和声场信号空间的内在关系,提出了基于非线性流形学习算法增加合理的物理约束,结合信道稀疏特性,对于高维非线性水声信号系统的冗余维度信息进行维数约简,映射到稳定的低维目标空间,降低信道时空起伏对通信系统的影响。仿真和实验结果验证了算法的可靠性和有效性。