可适应稀疏度变化的非均匀范数约束水声信道估计算法.pdf

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1、第35卷第9期兵工学报Vo1．35NO．92014年9月ACTAARMAMENTARIISep．2014可适应稀疏度变化的非均匀范数约束水声信道估计算法伍飞云，周跃海，童峰，方世良(1．厦门大学海洋与地球学院，福建厦门361005；2东南大学信息科学与工程学院，江苏南京210018)摘要：对于具有典型时频双重扩展特性的水声信道，利用其稀疏分布特性在估计算法中引入范数约束可提高信道估计性能。但当水声信道多径稀疏度变化时，经典的。或f范数约束由于缺乏对不同稀疏模式的适应性，将导致性能下降。通过引入非均

2、匀范数约束自适应算法并对其进行收敛性分析，针对水声信道稀疏度变化利用该算法通过非均匀范数的形式提高适应性。不同接收深度水声信道的仿真及海上实验结果表明，该算法相对经典的f0或z范数约束算法有较明显的性能改善。关键词：声学；最小均方算法；非均匀范数；信道估计；范数约束中图分类号：TN929．3文献标志码：A文章编号：1000—1093(2014)09—1503—07DOI：10．3969／j．issn．1000．1093．2014．09．025Non-uniformNormConstraintEst

3、imationAlgorithmforUnderwaterAcousticChannelsatthePresenceofVaryingSparsityWUFei—yun，ZHOUYue．hai，TONGFeng，FANGShi—liang(1．CollegeofOcean＆EarthSciences，XiamenUniversity，Xiamen361005，Fujian，China；2．SchoolofInformationScienceandEngineering，SoutheastUnive

4、rsity，Nanjing210018，Jiangsu，China)Abstract：Forthetypicalunderwateracousticchannelswithtime—frequencydoubleextensioncharacteris-tics，thechannelestimationperformancecanbeimprovedbyintroducinganormconstraintintothechan-nelestimationalgorithmbasedonthespa

5、rsedistributionfeatureofthechannels．However，atthepres—enceofvaryingmuhipathstructurecausedbychangeofdepthorvelocitygradient，theclassicl0orllnormconstraintmethodsaresubjecttoperformancedegradationduetolackofadaptabilitytosparsity．Apreviouslyderivednon．

6、uniformnormconstraintLMS(NNCLMS)algorithmisintroduced，andthenaconvergenceanalysisismadeonit．Intheformofnon．uniformnorm，theNNCLMSalgorithmisusedtoaccommodatethedifferentsparsitiescausedbydifferentmultipathstructures．Numericalsimulationandseaexperimenta

7、lresultsshowthattheestimationperformanceoftheproposedmethodissuperiortothatoftheclassiclnorllnormconstraintalgorithm．Keywords：acoustics；leastmeansquarealgorithm；non-uniformnor／n；channelestimation；normconstraint水声信道的高效、准确估计极具挑战性，而其O引言冲激响应中往往仅有少数几个大值系数，

8、其余大部由于具有典型的时间一频率双重选择性扩展，分则为0或接近0的小值系数，结合稀疏特性改善收稿日期：2013-12-13基金项目：国家自然科学基金项目(11274259)；东南大学水声信号处理教育部重点实验室开放研究基金项目(UASP1305)作者简介：伍飞云(1984一)，男，博士研究生。E-mail：wffly@126．corn；童峰(1973一)，男，教授，博士生导师。E-mail：ftong@xmu．edu．cn兵工学报第35卷信道估计性能具有重要的理论意义和实用价值，已