带乘性噪声模型的水声信道与字符估计算法研究.pdf

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1、谨以此论文献给所有帮助过我的人-----王蕊万方数据万方数据带乘性噪声模型的水声信道与字符估计算法研究学位论文答辩日期：指导教师签字：答辩委员会成员签字：万方数据万方数据独创声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得(注：如没有其他需要特别声明的，本栏可空)或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日---------------

2、------------------------------------------------------学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，并同意以下事项：1、学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。2、学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权清华大学“中国学术期刊(光盘版)电子杂志社”用于出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》。(保密的学位

3、论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：导师签字：签字日期：年月日签字日期：年月日万方数据万方数据带乘性噪声模型的水声信道与字符估计算法研究摘要带乘性噪声系统是传统的卡尔曼滤波线性系统的推广，可以解决复杂通信环境下的信号自适应估计问题。海洋环境由于存在很多随机不均匀性，如海面具有随机时变、空变的波浪，海水中有冷热不均的随机水团，海底的地貌及声学特性也是随机不均匀的，这些不均匀性都会对声信号的传播造成影响。因此，可以说作为水声信道的海洋介质是一个高噪声、强混响、信道带宽窄、多途效应的干扰严重的信道，又是一个时变、空变、频变的信道。其主要特征表现为：传播损失、多径效应、频散效

4、应。本文基于水声信道的特性并结合乘性噪声的作用机理，用带乘性噪声系统模型来刻画随机时变的水声信道。针对单发多收及多发多收水声通信系统，主要完成了以下工作：一、针对SIMO水声通信系统，建立了复杂多通道带乘性噪声系统模型，该模型刻画了一种更复杂的通道特性，并且更具有一般性。由于水声信道存在着明显的衰落特性及随机时变因素，因此，用带乘性噪声系统模型描述水声信道具有一定的合理性。并且在该模型的基础上，基于正交投影定理和线性最小方差准则，给出了状态最优滤波算法及固定域平滑算法。二、在SIMO系统的基础上，将模型推广到MIMO水声通信系统，建立了带乘性噪声系统的状态空间模型，并且推导了

5、基于线性最小方差准则的状态最优滤波算法。三、对SIMO水声通信系统的最优滤波算法、固定域平滑算法及MIMO系统的最优滤波算法进行了计算机仿真，验证了方法的有效性。并且本文还采用多径瑞利衰落信道得到的第三方接收数据，将SIMO系统的最优滤波算法与相关文献中的自适应均衡算法进行仿真对比，验证了本文算法的有效性。关键词：水声通信；乘性噪声；信道建模；最优估计；字符检测万方数据万方数据ResearchonUnderwaterAcousticChannelandSymbolEstimationAlgorithmBasedonSystemwithMultiplicativeNoiseAb

6、stractSystemwithmultiplicativenoiseisthepromotionofthetraditionalKalmanfilteringlinearsystem,whichcansolvetheproblemofsignaladaptiveestimationundercomplexcommunicationsenvironment.Marineenvironmenthasmanyrandominhomogeneities,suchastime-spacevariantwavesinseasurface,unevenrandomwatermassins

7、eawaterandrandomtopography,acousticpropertiesinseafloor.Theseinhomogeneitiesalwaysaffectthepropagationofacousticsignals.Therefore,wecansaythatthemarinemediumofunderwateracousticchannelisatime-space-frequencyvariantchannelwithhighnoise,strongreverberation