基于虚拟接收机的水声信道盲均衡方法

摘要

本发明公开了一种基于虚拟接收机的水声信道盲均衡方法，该方法内容包括如下步骤：1、采用虚拟接收机方法进行水声信道盲均衡及虚拟接收机方法下的融合盲均衡方案；2、采用智能优化算法优化虚拟接收机的水下布放方法。本发明利用虚拟接收机实现水声信道盲均衡，可以有效地利用接收机观测信号的信息，提高盲均衡的收敛速度和收敛精度；本发明基于虚拟接收机的水声信道盲均衡，可以实现低信噪比条件下较好的均衡性能，由于接收机端采用虚拟接收机并进行融合处理，高斯噪声得到了平滑。

主权项

一种基于虚拟接收机的水声信道盲均衡方法，其特征在于：该方法内容包括如下步骤：⑴采用虚拟接收机方法进行水声信道盲均衡及虚拟接收机方法下的融合盲均衡方案；首先在实际接收机周围布设N个虚拟接收机，设观测信号为y(n)，设接收机至虚拟接收机之间的信道传输响应为hi(n)i=1,2,…,N，这样在虚拟接收机前，可得到虚拟观测信号yi(n)=hi(n)*y(n)，这样相当于有了N+1路观测信号，构成了虚拟接收机盲均衡方案实现的基础；在每个虚拟接收机与声源之间，相当于有一条虚拟信道hvi(n)，虚拟信道hvi(n)=h(n)*hi(n)，在虚拟接收机盲均衡方案中，可等效于对hvi(n)和h(n)进行均衡；无论根据接收机还是根据虚拟接收机前的观测信号进行均衡，实质上需要恢复的是同一源信号，而对于恒模准则或星座图匹配的盲均衡准则而言，信号的恢复仅依赖于观测信号特性，因此，虚拟接收机的设置相当于提供了冗余信息；⑵采用智能优化算法优化虚拟接收机的水下布放方法；设定一组均衡器，分别利用虚拟接收前观测信号yi(n)进行均衡，由于原信道特性未知，因此hvi(n)的特性也是未知的，因此各个均衡器输出信号在反映源信号特性的前提下误差特性各不相同；同时，由于虚拟信道的引入，不同均衡器输出信号的时延将会有所不同；为获得最优均衡输出结果，第一步要对均衡器输出信号作同步处理，采用相 关法进行同步处理，同步处理后对均衡器输出信号进行融合处理，考虑相关法同步处理可能存在误差，再利用神经网络进行输出信号融合处理，因神经网络具有良好的容错性和鲁棒性，以神经网络输出作为虚拟接收机方案下的最优均衡输出；采用虚拟接收机方法达到对接收信号信息充分利用的目的，采用融合策略实现最优均衡输出；但是虚拟接收机的个数以及布放方案对均衡性能具有重要影响，虚拟接收机数目的增加将带来额外的计算开销，而不适合的虚拟接收机布放对源信号的恢复提供的信息也极为有限，因此，需要对虚拟接收机的水下布放方案进行研究，利用最小的计算复杂度获得最优的均衡性能；对于虚拟接收机的布放方案，可采用遗传算法进行优化。对选定的N个虚拟接收机进行编码，根据常数模代价函数构建遗传算法的适应度函数；采用控制码来控制虚拟接收机是否有效。在适应度函数指导下进行遗传算法操作，从而得到最优的虚拟接收机布放方案。