تخمین پارامتر شکل در طنین آکوستیکی با توزیع آماری k

سامانه سوناری یکی از ابزارهای آشکارسازی متحرک های دریایی نظیر شناورهای تندرو است. در آشکارسازی شناورها، به علت سرعت بالای متحرک، سیگنال دریافتی، با نویزهای محیطی ترکیب می‌شود و بنابراین شناخت پارامترهای محیط برای سامانه لازم است. محیط زیر آب یک محیط پیچیده است که متاثر از عوامل فیزیکی مختلف بوده و به دلیل ماهیت غیر ایستان و غیر خطی پدیده‌ها، بررسی همه پارامترهای موثر بر موج صوتی، کاری بسیار دشوار یا ناممکن است. اما برای تحلیل پدیده های آکوستیکی، نظیر نحوه انتشار موج، نحوه تضعیف سیگنال در برخورد به سطوح مختلف و مدل‌سازی کانال، طبق تئوری‌های فیزیک و ریاضی، تحلیل‌های آماری مختلفی ارائه شدند. یکی از این مدل‌ها، مدل توزیع احتمال کا (k) است که در بررسی سیگنال طنین آکوستیکی زیرآب کاربرد دارد. در این مقاله، یک سناریوی کانال صوتی شبیه سازی شده و سیگنال طنین با توزیع کا تولید شده است. سپس از روی داده و بر اساس برازش منحنی تابع توزیع تجمعی آن، پارامتر توزیع کا با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی تخمین زده شده است. روش پیشنهادی با روشهای حداکثر تشابه، روش ممان و روش zlogz، مقایسه شده که نتایج تحلیل، برتری روش پیشنهادی را نسبت به دیگر روش‌ها نشان می دهد.

Shape parameter Estimation of the k distribution in acoustic reverberation

The sonar system is one of the tools for detecting moving marine vessels such as high speed crafts. In marine vessels detection, due to the high speed of movement, the received signal is combined with ambient noise and affected by multi path, therefore it is necessary for the system to know the environmental parameters. The underwater environment is a complex environment that is affected by various physical factors and due to the nonstationary and nonlinear nature of the phenomena, it is very difficult or impossible to study all the parameters affecting the sound wave. But for the analysis of acoustic phenomena, such as how the wave propagates, how the signal attenuates in dealing with different surfaces and channel modeling, according to theories of physics and mathematics, different statistical analyzes were presented. One of these models is the K probability distribution model, which is used to study the underwater acoustic reverberation. In this paper, a scenario of underwater channel reverberation are simulated and a resonant signal with k distribution are generated. Then, based on the fitting of the curve of its cumulative distribution function, the k distribution parameter is estimated using the optimization algorithm. The proposed method is compared with the some methods such as maximum likelihood method, the method of moment and the zlogz method, which the results of the analysis show the superiority of the proposed method over other methods.