水下声信道辨识研究

论文摘要

随着信号处理技术发展,新出现的信道辨识和均衡技术的应用研究为实现高质量的水下信息传递提供了重要的途径,本论文就是对水声信道的辨识技术进行具体研究。论文建立了浅海水声信道模型和深海水声信道模型,并以此为基础分别基于单输入单输出(SISO)水声通信系统和多输入多输出(MIMO)水声通信系统对几种辨识算法进行了大量仿真研究和海试数据验证。对于SISO系统条件下的研究表明:基于二阶统计盲辨识算法在运算速度、收敛速度、对信道阶数估计的敏感度等方面具有明显优势,但在抗噪性方面不如基于高阶统计算法。对于MIMO系统条件下的研究表明:矩阵外积分解算法(OPDA)抗噪性强、对阶数估计的敏感度小、所需观测数据少,但不能精确地辨识信道;子空间算法抗噪性差、对阶数估计的敏感度大,但当信噪比达到一定程度,信道阶数估计准确时,性能可以达到几乎完全辨识信道的目的,使得应用简单的均衡算法即可恢复源信号。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 本文研究目的和内容
• 第2章 水下声信道的建模与仿真
• 2.1 水声信道特性
• 2.1.1 声传播损失
• 2.1.2 多普勒频移
• 2.1.3 多途效应
• 2.1.4 时变、空变的随机性
• 2.2 水声传播模型
• 2.3 基于水声传播模型的水声环境预报与评估演示系统
• 2.4 本文中所建立的水声信道模型
• 2.4.1 浅海水声信道模型
• 2.4.2 深海信道模型
• 2.5 本章小结
• 第3章 SISO水声信道盲辨识算法研究
• 3.1 基于AR模型SISO信道盲辨识理论基础
• 3.2 基于AR模型的信道盲辨识算法
• 3.2.1 自相关算法
• 3.2.2 Burg算法
• 3.2.3 基于高阶统计的盲辨识算法
• 3.3 仿真试验
• 3.3.1 仿真研究总体思路
• 3.3.2 各算法流程图
• 3.3.3 浅海信道模型仿真分析
• 3.3.4 深海信道模型仿真分析
• 3.3.5 仿真实验小结
• 3.4 海上实验数据处理
• 3.5 本章小结
• 第4章 MIMO水声信道盲辨识算法研究
• 4.1 MIMO水声通信系统模型与盲可辨识条件
• 4.1.1 MIMO水声通信系统模型
• 4.1.2 MIMO系统的盲可辨识条件
• 4.2 MIMO信道盲辨识算法
• 4.2.1 OPDA算法
• 4.2.2 子空间算法
• 4.2.3 模糊度矩阵Q的消除方法
• 4.3 仿真试验
• 4.3.1 仿真研究总体思路
• 4.3.2 OPDA算法、子空间算法流程图
• 4.3.3 SIMO信道盲辨识仿真分析
• 4.3.4 MIMO信道盲辨识仿真分析
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢