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基于最大相关熵准则的水下生物脉冲噪声消除方法

2021-11-08高世杰朱雨男徐千驰

声学技术 2021年5期
关键词:信号

高世杰,王 彪,朱雨男,陈 宇,徐千驰,王 武

(江苏科技大学电子信息学院,江苏 镇江 212003)

0 引 言

近年来的研究表明,近海水下生物噪声多以鳌虾之类带有前螯的生物,通过瞬间闭合前螯产生极高压的冲击噪声为主[1]。这类脉冲噪声不再符合高斯分布模型,持续时间短,冲击幅度大,频域占据2~300 kHz[2],对近海水下通信造成了极大的困扰,因此,如何有效消除脉冲噪声,有着重要的实际应用意义。

文献[3]分析了由于脉冲噪声的存在,可能会造成整个正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系统整体的通信性能的降低。因为脉冲噪声造成的误差远大于高斯噪声,干扰信号经过离散傅里叶变换后,会使得OFDM子载波分量具有大的方差,进而影响该子载波或者整个OFDM载波的符号。

关于脉冲噪声的消除研究,一种常用的方法是进行阈值检测即门限电平的选取,然后用减法器在接收端进行脉冲噪声的消除,这类算法的核心问题是如何选取一个合适的阈值,阈值的选择是目前该类方法的一个瓶颈[4-6]。随着稀疏重构和压缩感知的发展,利用脉冲噪声的稀疏特性,对噪声进行重构,在接收信号中减去重构的脉冲噪声便完成了干扰消除工作[7-8]。但是压缩感知的前提条件是需要知道信号的稀疏度,而这是脉冲噪声不确定的点,因此,该方法的使用也受到了一定的限制。

基于自适应滤波器原理的自适应噪声消除(Adaptive Noise Cancellation,ANC)方法不需要预先知道信号和噪声的任何先验知识就可以将噪声信号从通信系统中消除[9]。……

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