基于随机共振和时间反转镜的水下信号增强方法技术

基于随机共振和时间反转镜的水下信号增强方法，涉及水下信号处理。包括以下步骤：1)利用遗传算法，得到随机共振的双稳态模型；2)利用四阶龙格库塔法对双稳态输出信号进行求解，得到随机共振后增强的信号；3)利用虚拟时间反转镜技术，通过对随机共振后的信号进行处理，估计出信道冲激响应，将接收到的信息码信号与估计信道的时间反转做卷积，从而利用各径的能量进一步增强信号。公开了一种基于随机共振和时间反转镜技术的信号增强方法，能广泛应用于信号增强领域。对信噪比低、受多径影响严重的信号具有较强地增强能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水下信号处理，尤其是涉及一种基于随机共振和时间反转镜的水下信号增强方法。
技术介绍
水声信道是一个十分复杂的“时、空、频”信道，信号经过水声信道后波形会产生畸变。环境噪声高、带宽窄、可适用的载波频率少、传输时延大等特点，使得水声通信成为现代通信技术中最具挑战性的研究课题之一。如何准确检测到目标信号，如何进行远距离传输是水声通信技术中最常见问题之一。由于水声探测信号受到各种声吸收的影响，使得探测信号能量衰减。同时浅海多径干扰和时变性严重，噪声成分复杂，导致接收的探测信号时延扩展和畸变失真。因此，在对探测信号进行分析之前，需要将淹没在噪声中的弱信号进行增强，同时消除多径干扰，恢复目标信号，从而才能对探测信号作进一步分析。针对弱信号检测问题，目前发展出许多理论方法，如窄带化与相干检测法、平均处理技术、取样积分等。但是这些传统方法均偏向于噪声的抑制，检测阈值较低，当噪声与信号频率接近时，抑制噪声的同时也抑制了有用信号，同时，可能造成信号的畸变和时延，因此，转向非线性处理方法。由于混沌理论需要判断一个非线性系统是否是混沌系统，从而增加了运算复杂性。同时，混沌系统存在初值敏感性，本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于随机共振和时间反转镜的水下信号增强方法，其特征在于包括以下步骤：1)利用遗传算法，得到随机共振的双稳态模型；2)利用四阶龙格库塔法对双稳态输出信号进行求解，得到随机共振后增强的信号；3)利用虚拟时间反转镜技术，通过对随机共振后的信号进行处理，估计出信道冲激响应，将接收到的信息码信号与估计信道的时间反转做卷积，从而利用各径的能量进一步增强信号。

【技术特征摘要】
1.基于随机共振和时间反转镜的水下信号增强方法，其特征在于包括以下步骤：1)利用遗传算法，得到随机共振的双稳态模型；2)利用四阶龙格库塔法对双稳态输出信号进行求解，得到随机共振后增强的信号；3)利用虚拟时间反转镜技术，通过对随机共振后的信号进行处理，估计出信道冲激响应，将接收到的信息码信号与估计信道的时间反转做卷积，从而利用各径的能量进一步增强信号。2.如权利要求1所述基于随机共振和时间反转镜的水下信号增强方法，其特征在于在步骤1)中，所述利用遗传算法，得到随机共振的双稳态模型的具体步骤如下：所述双模态模型用非线性朗之万(Langevin)方程表示：x(t)＝ax-bx3+Sin(t)+n(t)其中，a＞0,b＞0；Sin(t)为输入信号，且Sin(t)＝Asin(ωt)，A表示输入信号幅度；ω为信号角频率；n(t)为强度为D，均值为0的高斯白噪声；对应的势函数为：U(x,t)=-12ax2+14bx4-(Sin(t)+n(t))x]]>当输入信号Sin(t)＝0时，系统在处存在两个相同的极小值，在这两个稳定点之间，存在一个势垒高度为U0＝a2/4b将它们隔开...

【专利技术属性】
技术研发人员：程恩，钟张婷，袁飞，陈柯宇，朱逸，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建;35