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第11A期 查代奉等：基于分数低阶脉冲噪声模型的浅海水声信道盲均衡方法 ··

第29卷第11A期 通信学报 Vol.29No.11A
2008年11月 JournalonCommunications November2008

基于分数低阶脉冲噪声模型的浅海水声信道盲均衡方法
查代奉1，舒彤1，陈丁1，邱天爽1,2
(1.九江大学电子工程学院，江西九江332005；2.大连理工大学电子与信息工程学院，辽宁大连116024)
摘要：研究了浅海水声信道噪声的统计特性，发现浅海水声信道噪声具有非高斯性和显著的脉冲性。引入alpha稳定分布作为噪声的分布模型，并依据分数低阶统计量理论提出了一种韧性的决策反馈恒模盲均衡算法来补偿浅海水声信道产生的码间干扰。仿真表明，该算法能抑制脉冲噪声的影响，有效矫正浅海水声信道对信号造成的畸变。
关键词：浅海水声信道；alpha稳定分布；盲均衡；分数低阶统计量
中图分类号：TN911.7文献标识码：A文章编号：1000-436X(2008)11A-0133-06
Robustblindshallowwaterchannelequalizerbasedonfractionallowesorderimpulsivenoisemodel
ZHADai-feng1,SHUTong1,CHENDing1,QIUTian-shuang1,2
(1.CollegeofElectronicEngineering,JiujiangUniversity,Jiujiang332005,China；
2.SchoolofElectronicandInformationEngineering,DalianUniversityofTechnology,Dalian116024,China)
Abstract:Thestatisticalpropertiesofthenoiseinshallowwaterchannelswasinvestigated.Itwasfoundthatthenoisewasnon-Gaussiandistributedandcompaniedbyconsiderableimpulsiveness.Alpha-stabledistributionwasintroducedasastatisticalmodeltothenoise.Arobustdecision-feedbackequalizer(DFE)usingconstantmodulus(CM)criterionbasedonfractionallower-orderstatistics(FLOS)theorywaspresentedtorecovertransmittedsignalsinsuchshallowwaterchannels.Dataanalysisresultsdemonstratethegoodperformanceofthisalgorithm.
Keywords:shallowwaterchannel;alpha-stabledistribution;blindequalization;fractionallower-orderstatistics

1引言
收稿日期：2008-10-16
基金项目：国家自然科学基金资助项目（60772037）
FoundationItem:TheNationalNaturalScienceFoundationofChina(60772037)
相对于深海水声信道，浅海水声信道是一种非常复杂的时变信道。在沿岸浅海及大陆架上，海水较浅，由海面和海底构成浅海信道。声波由海面和海底不断反射而传播，其多径效应非常显著。浅海中还存在着大量散射体以及起伏不平的界面。当声源发射声波以后，碰到这些散射体，就会引起声能在各个方向上重新分配，其散射效应也不能忽视。另外，浅海里还有大量海洋生物的活动以及海风的吹动，由此引发的海洋噪声也很明显。
因此在沿岸浅海的水下通信中，码间干扰较严重，必须采用均衡的方法对码间干扰进行矫正，以降低接收端的误码率。针对浅海水声信道复杂时变的情况，一般采用非线性均衡的方法[1~5]，其中常用的是决策反馈均衡[1~3]。在这些文献中有一个共同值得注意的问题：它们都忽视了水声信道噪声的某些非高斯特征，仅仅假设水声信道噪声服从高斯分布。本文利用海上实测数据证实了浅海水声信道噪声具有非高斯特性并伴有显著脉冲。文中引入alpha稳定分布作为信道噪声的模型，并在此基础上提出韧性的决策反馈恒模盲均衡算法完成对信道畸变的矫正。
2浅海水声信道噪声的统计特征
在浅海里有大量的噪声源，比如鱼群发出的噪音、大型海洋动物发出的噪音、波浪和海风传入海中的噪音等等。这些噪音经过反射和