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基于人工时反的盲解卷研究 丁烽祝献 (海洋声学国家级重点实验室杭州310012) The ofblinddeconvolutionartificialtime study using ZhuXian DingFeng (StateKeyLaboratoryofOceanAcoustics) 1 引言 在水声远程遥感和通信应用中，我们往往希望从接收的多路径信号中分离出源信号。而且由于海洋波导 的复杂性和不确定性，基于信道模型的处理方法由于宽容性差而缺乏实用性。因此，人们自然想到借助盲解 卷方法恢复源信号。 于多项式拟合算法、最小熵算法、高价累积量算法及自适应算法等。近年来在水声信号处理中又提出了虚接 收器算法、自适应超指数算法、时频分析及多重卷积算法等。通常，这些盲解卷算法并不需要知道信道的先 验知识，而是建立一个准则，并根据它构造合适的代价函数，再对代价函数进行优化并伴随着对未知源信号 和未知信道格林函数的估计。 本文研究的基于人工时反(ATR)的盲解卷处理与上述的各种方法不同：(1)该方法不需要特殊的信号 号简正波。在水声遥感和通信的应用中，这一条件是很好满足的。 本文第二节介绍基于ATR的盲解卷原理；第三节分别采用计算机仿真和实际数据分析验证人工时反盲解 卷算法性能；第四节总结全文。 2 ATR盲解卷原理 设一N元垂直接收阵，其第i个阵元所接收的来自远处声源的信号是此信号与波导响应函数的卷积。在 频域上可表示为： (co)=G(ry，‘，co)g(co) e 且§(缈)=磊1 so)eJ纠dt=l雪(∞)一曲 身格林函数重建原始信号s(f)并附带一个未知时延。 。，、 哆(国) G(rj，‘，co)e哆㈣’ 。 √∑羔。f霉(奶f2√∑冲(纠}2 ATR处理的关键就是利用相位校正因子去除未知的信号相位项馥(∞)。要实现这一过程，我们采用“加 权处理”(滤过)方法。 对加权系数∥；的选择应使r(co)尽量满足线性关系，又由于与距离无关的波导的格林函数可以表示为 各号模的叠加，且在深度H上模函数满足正交性。因此，对丁．垂直阵，令声源与接收阵的距离为R，可以选 择wj=彳汝4l；，l(、zj、)印(zj、)。 3实际数据分析 ‘ ’i j #Lf 2} ／ ；l 《 ／ ·J ● ，tⅢ * ／ 嘣球：甲 j ： 8 4} ／ ：j s{ ／， IJ ／ 锵i 撂’ 图1海试实验示意图 图2左列为实际数据接收信号波形及人时反源信号波形；右 列为匹配滤波输出 图7为2002年5月在某海域的海试实验示意图，实验海区的声速梯度为典型的负梯度，声速从约 实际数据分析研究表明，采用基于人工时反的盲解卷处理具有较好的处理性能和宽容性，特别是采用二 进制模1(binary．1)加权处理不仅不需要声场环境信息的先验知识而且处理效果稳定可靠。 4 结论 以上研究表明，ATR盲解卷