[發明專利]一種基于CMA-SAE的水聲信道信號處理方法及系統

有效

• 申請號: 202010501480.5
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號: CN111683026B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 劉振興;陸劍鋒
• 申請（專利權）人: 泰州職業技術學院
• 主分類號: H04L25/03
• 分類號: H04L25/03;H04B15/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 杜陽陽

1.一種基于CMA-SAE的水聲信道信號處理方法，其特征在于，包括：

獲取水聲通信系統接收端的輸入信號；

采用基于CMA算法的均衡器對所述輸入信號進行均衡處理，得到均衡輸出信號；

對所述均衡輸出信號進行歸一化處理；

將歸一化處理后的輸入信號輸入堆棧自編碼網絡模型，利用所述堆棧自編碼網絡模型進行去噪處理，得到所述堆棧自編碼網絡模型的輸出信號；

對所述堆棧自編碼網絡模型的輸出信號進行去歸一化處理，得到所述水聲通信系統發射端的發射信號對應的無噪信號；

所述將歸一化處理后的輸入信號輸入堆棧自編碼網絡模型，利用所述堆棧自編碼網絡模型進行去噪處理，得到所述堆棧自編碼網絡模型的輸出信號，之前還包括：

構建堆棧自編碼網絡模型；所述堆棧自編碼網絡模型為包括三個隱含層的去噪自編碼網絡；

獲取訓練數據集；所述訓練數據集包括多個樣本對，第m個樣本對為其中，為堆棧自編碼網絡模型的第m個輸入，y_m(n)為所述第m個輸入的時域信號，Y_m(k)為所述第m個輸入的頻域信號；為與對應的所述堆棧自編碼網絡模型的第m個輸出，s_m(n)為所述第m個輸出的時域信號，S_m(k)為所述第m個輸出的頻域信號；

對所述訓練數據集進行歸一化預處理；

將所述訓練數據集輸入所述堆棧自編碼網絡模型，得到所述堆棧自編碼網絡模型的輸出數據；

獲取損失函數；所述損失函數包括均方誤差項、正則約束項和高斯分布約束項；

結合所述損失函數，采用類貪婪法逐層訓練所述堆棧自編碼網絡模型，得到訓練好的堆棧自編碼網絡模型；

所述獲取訓練數據集具體包括：

獲取待訓練數據集；待訓練的數據集包括多個待訓練樣本對，第m個待訓練樣本對為(y_m(n),S_m(n))，y_m(n)為堆棧自編碼網絡模型第m個輸入的時域信號，即第m個待訓練樣本中的均衡輸出信號；s_m(n)為所述堆棧自編碼網絡模型第m個輸出的時域信號，即y_m(n)對應的水聲通信系統發射端的發射信號；

對待訓練數據集進行離散傅里葉變換，得到訓練數據集；具體的，對每個待訓練樣本對的信號進行離散傅里葉變換，對y(n)進行DFT，獲取與之對應的頻域信號Y(k)：

其中，其中N為序列y(n)的長度；

對發射信號s(n)進行DFT(離散傅里葉變換)，獲取與之對應的頻域信號S(k)：

將每個待訓練樣本對的時域信號與頻域信號結合，得到每個待訓練樣本對對應的樣本對，進而得到訓練數據集。