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摘要：本发明涉一种波束域多通道远程水声通信接收端信号处理方法及系统。其在水声通信接收端，配置用于接收水声信息的阵元阵列，以利用所配置的阵元阵列接收水声信息；对阵元阵列所接收到的水声接收信息，基于反卷积波束形成方法聚焦，以分离得到每个角度波束相对应的波束时域信号；对分离得到每个角度波束相对应的波束时域信号，进行虚拟时间反转镜的信道均衡以及信道均衡后的解调处理，以在解调后恢复得到相应的水声目标信号。本发明在多径效应严重、信号到达角接近的情况下，依然能够精确的分辨相近到达角度的信号，提高远程水声通信的接收端增益，并提升远程水声通信系统的性能。

主权项：1.一种波束域多通道远程水声通信接收端信号处理方法，其特征是，所述处理方法包括：在水声通信接收端，配置用于接收水声信息的阵元阵列，以利用所配置的阵元阵列接收水声信息；对阵元阵列所接收到的水声接收信息，基于反卷积波束形成方法聚焦，以分离得到每个角度波束相对应的波束时域信号；对分离得到每个角度波束相对应的波束时域信号，进行虚拟时间反转镜的信道均衡以及信道均衡后的解调处理，以在解调后恢复得到相应的水声目标信号；基于反卷积波束形成方法聚焦时，对水声接收信息所包含的M个水声时域信号，分别进行FFT变换，以得到M个水声频域信号；对M个水声频域信号进行分频处理，以得到带宽波束形成空间谱以及目标方向方位的阵列指向性函数；对得到的宽带波束形成空间谱以及目标方向方位的阵列指向性函数进行反卷积，以得到包含多个到达角度的声源方位分布估计函数；基于声源方位分布估计函数，分离得到每个角度波束相对应的波束时域信号；对M个水声频域信号进行分频处理，得到宽带波束形成空间谱时， 其中，Pθ为宽带波束形成空间谱，Pfl,θ为频率fl下的子带波束形成空间谱，θ为波束扫描角，Rfl为频率fl下的水声频域协方差矩阵，Xfl为阵元阵列内M个水声时域信号在频率fl下的频谱值，Wfl,θ为波束形成导向矢量，τm,θ为第m个阵元接收到水声时域信号的时延，B为分频处理时的信号处理带宽，Δf为频率分辨率；对得到的宽带波束形成空间谱以及目标方向方位的阵列指向性函数，基于Richardson-Lucy的RL扩展方法进行反卷积，以得到在频率fl下的子带声源分布估计函数sfl,θ；基于在频率fl下的子带声源分布估计函数sfl,θ，得到声源方位分布估计函数为： 其中，Sθ为声源方位分布估计函数；对分离得到每个角度波束相对应的波束时域信号，进行多通道虚拟时间反转镜的信道均衡，其中，虚拟时间反转镜的通道数与分辨出的水声接收信号达到角度总数J相一致；对任一通道的虚拟时间反转镜，包括依次连接的信道估计以及虚拟时反镜；其中，基于最小二乘信道估计方法进行信道估计，基于最小二乘信道估计方法进行信道估计后，则有： 其中，为方位角对应的信道估计值的频域响应，为方位角上的接收导频信号频域值，P[f]为发送导频信号对应的频域值；在虚拟时反镜处理时，对方位角对应的信道估计值的频域响应进行逆傅里叶变换，以得到时域信道估计值对时域信道估计值进行时间反转得到经J个通道虚拟时间反转镜的信道均衡后，得到的待解调时域信号为： 其中，为待解调时域信号，为t时刻，目标方位角信号的信道冲击响应的时间反转，为目标方位角在t时刻的相对应的波束时域信号。

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百度查询： 深海技术科学太湖实验室 中国船舶科学研究中心 波束域多通道远程水声通信接收端信号处理方法及系统