[发明专利]一种双自适应拷贝相关器方法

说明书

本发明公开了一种双自适应拷贝相关器方法，选取与接收信号中的背景噪声高度相关的噪声信号作为第一级自适应滤波的输入信号，将接收信号作为第一级自适应的参考输入，进行第一级自适应算法，将第一级自适应滤波的残差信号作为第二级自适应滤波的参考信号，输入信号为原始发射信号，进行第二级自适应滤波，最后用第一级自适应滤波得到降噪接收信号与第二级自适应得到的修正参考信号作拷贝相关，得到双自适应拷贝相关器的输出。本发明利用双自适应技术，先对接收信号进行自适应噪声消除，提高接收信号的信噪比，再在消噪信号的基础上，自适应地对参考信号进行修正，进一步提高拷贝相关器的性能，对提高复杂环境下拷贝相关器的性能具有重要意义。

技术领域

本发明涉及声纳及声纳信号处理的领域，具体涉及一种双自适应拷贝相关器方法。

背景技术

声纳是对水中目标进行探测和识别的主要手段，在军事和民用领域有着广泛的应用。主动声纳通过接收发射信号照射到目标后反射的回波，分析回波信号的强弱来对目标进行判断。其中，拷贝相关器是主动声纳广泛采用的一种信号处理方法，经典检测理论证明，拷贝相关器是在白色高斯噪声背景中检测已知信号的最佳接收器。然而，海洋环境是一个时变复杂的不确实信道，受海面、海底反射、多途扩展、介质的不均匀性、随机扰动、以及界面的随机起伏等因素影响，主动声纳接收信号会产生信号畸变，表现为信号的时延、多普勒扩展等，从而不能很好地与发射信号匹配，导致拷贝相关器性能下降，导致拷贝相关器因为多径效应而出现多个相关峰，引起性能下降。因此，有必要改善拷贝相关器的不足，使其能对环境产生适应性。

有研究提出了一种自适应拷贝相关器，能自适应地提取信道的信息，对参考信号进行修正，利用自适应后的参考信号与接收信号进行拷贝相关，来提高接收机的处理增益。本发明在该自适应拷贝相关器基础上，提出了一种双自适应拷贝相关器，进一步提高拷贝相关器的性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种双自适应拷贝相关器方法。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的：这种双自适应拷贝相关器方法，主要包括以下步骤：选取与接收信号中的背景噪声高度相关的噪声信号作为第一级自适应滤波的输入信号，将接收信号作为第一级自适应的参考输入，进行第一级自适应算法，将第一级自适应滤波的残差信号作为第二级自适应滤波的参考信号，输入信号为原始发射信号，进行第二级自适应滤波，最后用第一级自适应滤波得到降噪接收信号与第二级自适应得到的修正参考信号作拷贝相关，得到双自适应拷贝相关器的输出。

该方法具体包括如下步骤：

步骤一：选取与接收信号中的噪声高度相关的噪声信号作为第一级自适应的输入z₁(n)；

步骤二：将接收信号作为第一级自适应的参考输入d₁(n)，进行第一级自适应算法，自适应的步长和滤波器阶数等参数根据输入信号的幅度来选取，得到输出为

步骤三：第一级自适应滤波的残差信号为e₁(n)＝d₁(n)-y₁(n)，将该残差信号作为下一级自适应的参考信号，即d₂(n)＝e₁(n)，第一级自适应滤波的输出信号为接收信号中的噪声成分的估计，则用参考信号减去输出信号即可得到消除部分噪声分量后的接收信号，相当于提高了接收信号的信噪比；

步骤四：进行第二级自适应滤波，其中参考信号为第一级自适应后的降噪接收信号，输入信号为原始发射信号，自适应的步长、滤波器参数等可以根据输入信号幅度重新选取；

步骤五：通过第二级自适应滤波，可以对信道进行自适应估计，即第二级自适应滤波的输出信号y₂(n)为修正后的参考信号；

步骤六：用步骤三得到的降噪接收信号与步骤五得到的修正参考信号做拷贝相关，得到双自适应拷贝相关器的输出。