[发明专利]一种水下弱光信号检测方法

说明书

本公开实施例是关于一种水下弱光信号检测方法。该方法包括：对获取的带噪弱光信号进行预处理，得到小参数信号；建立自适应随机共振系统模型，将小参数信号作为自适应随机共振系统模型的系统输入信号；对蚁群算法进行改进，利用改进后的蚁群算法对自适应随机共振系统模型中的系统参数进行寻优；根据改进后的蚁群算法迭代是否终止，判断是否输出最优系统参数，若停止迭代，则输出最优系统参数；根据输出的最优系统参数输入自适应随机共振系统模型，利用四阶龙格库塔算法求解输出随机共振检测信号。本公开实施例可以实现自适应随机共振检测，提升输出信噪比，降低系统误码率，用于对水下弱光信号的检测。

技术领域

本公开涉及通信技术领域，尤其涉及一种水下弱光信号检测方法。

背景技术

近年来，随着人类对海洋勘探、海底监测和海洋资源开发的日益增加，水下无线光通信(Underwater Wireless Optical Communication，UWOC)凭借其传输速率高、通信带宽大、时延小、保密性强等多个显著优势，受到人们的广泛关注和研究。

相关技术中，由于海水信道环境复杂，光波在传输过程中易受海水吸收和散射的影响，造成光信号的严重衰减，经过长距离传输后接收端的光功率甚至低于纳瓦量级，光信号可能被淹没在强噪声中无法检测，从而影响水下光通信的系统性能。

因此，有必要提供一种新的技术方案改善上述方案中存在的一个或者多个问题。例如：如何提升信噪比，降低误码率。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种水下弱光信号检测方法，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

根据本公开实施例提供的一种水下弱光信号检测方法，该方法包括：

对获取的带噪弱光信号进行预处理，得到小参数信号；

建立自适应随机共振系统模型，将所述小参数信号作为所述自适应随机共振系统模型的系统输入信号；

对蚁群算法进行改进，利用改进后的所述蚁群算法对所述自适应随机共振系统模型中的系统参数进行寻优改进后的蚁群算法；

根据改进后的所述蚁群算法迭代是否终止，判断是否输出最优系统参数，若停止迭代，则输出所述最优系统参数；

根据输出的所述最优系统参数输入所述自适应随机共振系统模型，利用四阶龙格库塔算法求解输出随机共振检测信号。

本公开的实施例中，所述对获取的带噪弱光信号进行预处理，得到小参数信号，包括：

利用二次采样对所述带噪弱光信号的传输频率和采样频率进行预处理，得到所述小参数信号，使所述小参数信号满足所述自适应随机共振系统模型只能处理频率小于1的所述小参数信号要求。

本公开的实施例中，所述建立自适应随机共振系统模型，将所述小参数信号作为所述自适应随机共振系统模型的系统输入信号，包括：

所述自适应随机共振系统模型为：

其中，x表示系统输出，a、b表示随机共振系统的系统参数，s(t)表示系统输入信号，n(t)表示噪声。

本公开的实施例中，所述对蚁群算法进行改进，利用改进后的所述蚁群算法对所述自适应随机共振系统模型中的系统参数进行寻优改进后的蚁群算法，包括：

引入拥挤度和拥挤度因子，对蚁群算法进行改进，对改进后的蚁群算法的参数进行初始化，设置种群数量N，最大迭代次数iter_max，信息素挥发因子ρ。