一种水下盲均衡系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102546494A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102546494A(43)申请公布日2012.07.04(21)申请号201110140924.8(22)申请日2011.05.27(66)本国优先权数据201010623331.22010.12.30CN(71)申请人中国科学院声学研究所地址100190北京市海淀区北四环西路21号(72)发明人丁雪洁刘纪元田杰黄海宁隋天宇(74)专利代理机构北京法思腾知识产权代理有限公司11318代理人杨小蓉高宇(51)Int.Cl.H04L25/03(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书44页页附图附图22页(54)发明名称一种水下盲均衡系统及方法(57)摘要本发明提供一种水下盲均衡系统，该系统包含：盲均衡器，其特征在于，所述的系统还包含：水下独立分量分析子系统，该子系统为盲均衡系统的预处理部分；其中，该独立分析子系统引入了不同的信道特征函数及高斯白噪声，并引入了判决逻辑，用于对分离信号进行判决将噪声与源信号分离，且该独立分量分析子系统的输出信号为盲均衡器的输入信号。一种和独立分量分析相结合的盲均衡方法，该方法对传统的独立分量分析模型进行了改进，使其适用于水声通信系统中，并将此水下独立分量分析技术用于盲均衡器的前端，作为均衡器的预处理部分，构成了新的盲均衡方法。与传统盲均衡器相比，新方法输出信号星座图最为清晰、紧凑。CN1025469ACN102546494A权利要求书1/2页1.一种水下盲均衡系统，该系统包含盲均衡器，其特征在于，所述的系统还包含：水下独立分量子系统，用于对输入所述盲均衡器的输入信号进行预处理；其中，所述独立分量分析子采用独立分量分析模型，该独立分量分析子系统进一步包含：若干路并联的接收机，所述每一路的接收机将所述源信号与该路信道的冲击响应相乘，再与高斯白噪声求和得到混合矩阵的一个向量，所述若干路接收机的输出端的信号构成混合矩阵；白化处理单元，该单元采用白化矩阵对所述混合矩阵进行白化处理，得到白化的处理后矩阵；分离单元，用于根据分离矩阵对经过所述白化处理后的矩阵信息进行分离，得到若干路并联的将噪声与源信号分离的接收信号；和选择逻辑单元，用于对所述将噪声与源信号分离的接收信号通过选择逻辑进行判决，输入与所述源信号最接近的信号作为所述盲均衡器的输入信号。2.根据权利要求1所述的水下盲均衡系统，其特征在于，所述盲均衡器采用常数模算法对其权向量进行更新。3.根据权利要求2所述的水下盲均衡系统，其特征在于，所述盲均衡器包含：滤波器和盲均衡单元，所述盲均衡单元向所述滤波器输出盲均衡权向量。4.根据权利要求1所述的水下盲均衡系统，其特征在于，所述分离单元采用负熵作为非高斯度量，以固定点算法作为优化算法实现对接收到的水声信号进行分离。5.一种水下盲均衡方法，该方法基于权利要求1所述系统，包含：对源信号采用水下独立分量预处理的步骤；将所述预处理后的信号输入盲均衡器进行均衡输出的步骤；其中，所述对源信号采用水下独立分量预处理的步骤为：采用鲁棒性强的负熵作为非高斯度量，以收敛速度快的固定点算法作为优化算法，对接收到的水声信号进行分离，通过判决装置得到与发射信号最为接近的信号作为均衡器的输入信号，最后采用常数模算法对均衡器的权向量进行更新。6.根据权利要求5所述的水下盲均衡方法，其特征在于，所述分离后的输出为：y(n)＝W(n)z(n)其中，采用负熵作为目标函数，采用固定点算法作为优化算法，则分离矩阵W(n)按以下方式进行迭代：W(n+1)＝W(n)+E{z(n)g(W(n)Tz(n))}-E{g′(W(n)Tz(n))}W(n)另外，g(x)是负熵近似式中G(x)的导数并选取g(x)＝tan(ax)，a＝1；最后，将W进行归一化，即W(n)＝W(n)/||W(n)||；7.根据权利要求5所述的采用独立分析子系统的盲均衡方法，其特征在于，所述判决装置采用的判决准则如下：若该支路传送第j个字符的平均测量误差记为：e(n-j)＝yi(n-j)-s(n-j)则该支路传送M个字符的平均测量误差为2CN102546494A权利要求书2/2页通过比较选择平均测量误差最小的一路作为输出。8.根据权利要求5所述的采用独立分析子系统的盲均衡方法，其特征在于，所述盲均衡器的输出信号表示为：z(n)＝f(n)Ty(n)根据常数模算法原理，其误差函数为：e(n)＝|z(n)|2-R其中，为信号模值，其权向量在迭代公式为f(n+1)＝f(n)-μz(n)[|z(n)|2-R]y*(n)输出经过盲均衡器的信号z(n)。3CN102546494A说明书1/4页一种水下盲均衡系统及方法技术领域[0001]本发明一种和独立分量分析结合的盲均衡方法(UN