一种水声多途信道下声脉冲信号重构方法

摘要

本发明提供的是一种水声多途信道下声脉冲信号重构方法。(1)将信道输出信号经过卷积同态特征系统，将信号从时域转换到复倒谱域；(2)利用基于尖峰搜索思想构建复倒谱域滤波器并进行滤波，即根据信道的复倒谱特性，在复倒谱域上采用尖峰搜索的方法自动搜寻多途尖峰脉冲并对其进行平滑处理，从而实现复倒谱多途干扰的滤除；(3)将滤波后的结果经过卷积同态逆特征系统，实现声脉冲信号的重构。本发明的方法具有无需信道或信号参数等先验知识、适用于快变信道、特征滤波器构建方法简易、重构误差小等特点。

主权项

一种水声多途信道下声脉冲信号重构方法，其特征是：(1)将信道输出信号经过卷积同态特征系统，将信号从时域转换到复倒谱域；所述卷积同态特征系统，就是对信道输出信号x(n)做复倒谱变换，即：$\hat{x}\left(n\right)=F^{-1}\left[\ln \left(X\left(e^j\right)\right)\right]$其中，是x(n)的复倒谱，信号X(e^jω)是x(n)的傅立叶变换，F^‑1[·]代表傅立叶反变换；(2)利用基于尖峰搜索思想构建复倒谱域滤波器并进行滤波，即根据信道的复倒谱特性，在复倒谱域上采用尖峰搜索的方法自动搜寻多途尖峰脉冲并对其进行平滑处理，从而实现复倒谱多途干扰的滤除，具体包括：(2.1)确定尖峰搜索的起始点n₀；(2.2)多途尖峰脉冲搜索，从起始点n₀开始逐点处理，通过能量判决及尖峰辨识组合策略完成多途尖峰脉冲的搜索；即判定点n为多途尖峰脉冲需满足两个条件：(A)能量判决，设置幅度值门限β＝0.02，点n的幅度大于此门限；(B)尖峰辨识，对于满足条件(A)的点，该点的幅度比周围点的幅度高出一定量级，即设一个正数M＝0.6|n|，点n与点n‑1幅度绝对值的差大于M，同时n与n+1幅度的绝对值的差也大于M；(2.3)多途尖峰脉冲滤除，对步骤2)中搜索到的多途尖峰脉冲做平滑处理，从而达到滤除多途影响的目的；(3)将滤波后的结果经过卷积同态逆特征系统，实现声脉冲信号的重构；所述卷积同态逆特征系统，就是对滤波后的复倒谱结果做逆复倒谱变换，获得重构的声脉冲信号x'(n)，即：$x^{\prime }\left(n\right)=F^{-1}\left[\exp \left({\hat{x}}^{\prime }\left(n\right)\right)\right]$其中，是经步骤(2)实现复倒谱多途干扰的滤除后的复倒谱结果，exp(·)代表指数运算，F^‑1[·]代表傅立叶反变换。