DCT插值算法在水声信道估计中的应用

水下通信是海上远程通信的重要手段,其信道环境直接决定通信质量。本文对水声信道进行研究,分析水声信道的特性,介绍了信道的建模方法。给出了基于DCT插值算法的信道估计方法和能够去除噪声干扰的DCT插值算法。实验结果表明DCT插值算法能够有效提高水声信道估计的性能。     

基于QPSK调制水声通信系统设计与仿真

论文研究了水声通信系统的组成原理及各部分功能,结合水声通信信道特性对水声通信系统的影响,研究并提出了用QPSK调制技术设计水声通信系统。确立了水声通信系统数学模型,以Matlab为工具对整个系统进行仿真分析,通过理论研究和仿真可以发现,QPSK调制技术在水声通信中的应用可以有效抑制多径扩展和海洋噪声,减少误码率,确保水声通信的可靠性,提高通信速率。     

水声信道自适应均衡算法及误码率分析研究

水声通信系统一直是船舶航行通信领域的研究重点,随着信息化技术的快速发展,船舶通信系统也变得越来越复杂,航道探测和声呐通信等技术的使用也越发频繁,但是随着数据量的快速增长,水声通信由于其复杂的技术瓶颈,目前正面临诸多困难。在水声通信中,信道自适应均衡技术的出现,在一定程度上解决了上述难题,本文着重分析水声信道的传输特点,对LMS自适应均衡算法的核心部分进行建模,并通过分析建模数据对该种算法的误码率进行分析研究,对此算法提出进一步的改进措施。     

基于叠加训练序列的稀疏水声OFDM信道估计(英文)

针对稀疏多径的水声OFDM信道,提出了基于叠加训练序列的信道估计方法,能够提高带宽传输效率.在发送端的信息序列中叠加一个低功率的周期性训练序列,在不占用额外的信号带宽的情况下估计信道参数,未知的信息序列会对叠加训练序列的信道估计方法产生干扰,在本文中采用迭代方法提高估计性能.水声信道具有延时时间长,信道稀疏的特点,本文采用匹配跟踪的方法估计信道非零系数的位置,降低加性白噪声对信道估计的影响.仿真结果显示,本文的方法能达到很好的信道估计性能,同时能够降低OFDM的峰均比.     

一种适合于水声信道均衡的符号常数模算法

在分析常数模算法代价函数的基础上,提出一种适用于QAM信号的符号常数模算法.通过修改常数模代价函数中的平方运算为求绝对值运算,得到一个新的代价函数,采用随机梯度准则得到了相应均衡器抽头系数的迭代式.水声信道仿真结果表明,所提出的算法的稳定性和剩余均方误差与CMA算法接近,但是计算量和收敛速度优于CMA算法.     

基于MC-FH/DPSK水声通信信道编码研究

基于多载波跳频差分相移键控(multi-carrier frequency-hopping/DPSK,MC-FH/DPSK)的水声通信系统,与四进制频移键控(4FSK)跳频通信系统相比,频带利用率成倍提升,但系统误码率仍达不到10-5级。通过将信道编解码技术与MC-FH/DPSK通信系统相结合,使误码率达到10^-5级。在实测水声信道下进行了Turbo码及准循环低密度奇偶校验码(QC-LDPC)码的纠错性能仿真,结果表明：实测信道中,2种编码方式在一定信噪比下都能达到10^-5的误码率要求,但QC-LDPC码比Turbo码具有更强的纠错性能。在符号持续时间为8 ms,编码速率为1/2,信息长度为840 bit情况下,采用SOVA译码方式的Turbo码,在Eb/N0≥22 dB时误码率低于10^-5,而采用BP译码方式的QC-LDPC码,在Eb/N0≥20 dB时即可使误码率降至10^-5以下,获得了2 dB的信噪比增益。     

基于双扩展信道时空的水声通信算法

在现代海洋探测业务中,基于水声通信的应用领域越来越广泛,如水下目标检测跟踪系统、海底声呐系统等。同时,水声通信系统信号传输的频带范围较窄,如何在有限的频带范围最大限度的提高通信容量是水声通信的主要研究方向之一,而时空阵列技术能够在同一信道内进行多路信号的传输,在扩展通信系统容量方面具有天然优势。本文在研究时空阵列通信及水声通信系统的基础上,提出一种基于双扩展信道时空的水声通信算法,最后给出系统仿真。     

基于GPU的实时水声信道仿真实现

对于水下无人系统跟踪定位、水声通信等技术而言,水声信道估计的实时性至关重要。本文首先简要分析了水声在浅海中的传播特性及信道模型,包括声速建模、传播衰减建模及本征声线的搜索模型;其次为了满足水声信道估计实时性的要求,基于GPU利用OpenCL环境进行仿真实现。最后通过结果分析,说明了本文对于水声信道的建模合理正确,同时也满足了实时性这一要求。     

浅海高频水声信道统计特性分析与仿真

为研究浅海高频水声信道,基于虚源法和Xiao模型建立高频水声信道模型,对其统计特性进行分析并仿真,得到高频水声信号的传播损失以及接收波形。结果表明:本文建立的高频水声模型的统计特性与理想Rice衰落过程高度吻合,传播衰减规律与球面扩展传播衰减相一致,海面(海底)反射系数对本征声线幅度衰减有明显影响。由于信道的衰减、相移以及频散等作用,接收信号波形与发射信号相比发生明显变化。     

海洋声场预报及战术应用

随着科学技术的飞速发展,对海洋声场做出合乎要求的快速精确预报显得尤为重要。射线模型、抛物线模型、简正波等模型适合于不同具体的海洋声场环境,这些传播模型可以实现声场数值预报的实时性。基于上述模型建立的海洋声场预报系统及对其战术应用进行的研究,对声呐的设计、使用及舰艇作战有着重要的意义。本文在上述模型基础上利用Matlab和Fortran Powerstation工具建立了海洋声场预报系统,使用声场预报系统对典型的海洋环境,即海洋锋、涡漩的声场能量传播规律进行了研究,并提出了在反潜作战中对海洋锋、涡漩、深海会聚区和影区等海洋环境的战术应用。     

船舶水下通信系统中海声信道文本数据聚类方法研究

传统的文本数据聚类方法性能较差,无法得到最优的聚类原型。为了解决这个问题,提出船舶水下通信系统中海声信道文本数据聚类方法研究。首先处理在船舶水下通信系统中选取的海声信道文本数据,在应用聚类定义,分解文本数据相异度矩阵,为统一变量度量值,应用绝对偏差均值公式进行标准化处理,在此基础上,对海声信道文本数据进行聚类,由此,完成海声信道文本数据聚类方法的设计。在实验中,随机选取10组文本数据相异度矩阵,通过对比2种方法的性能,验证所提方法的可行性。实验结果表明,所提方法性能更好,更占优势。     

基于OFDM水声通信多普勒技术研究

首先分析水声信道多普勒技术。为提高信道的复用性,本文基于拷贝相关的多普勒估计算法在不损失通信质量的前提下提高通信效率。仿真实验说明,本文所设计的算法与未复用帧结构的算法相比提高了通信效率。     

基于水声通信的水下机器人协作技术研究

以水下机器人的控制与协调应用为背景,提出一种基于水声通信的水下机器人协作控制方法。本文首先对水声通信进行介绍,包括水声信道特点及调制方法,然后介绍水下机器人的协作方法,并给出水下机器人的整体设计,通信模块采用了水声通信中的OFDM技术,实验结果表明,该通信方法具有较低的误码率及较高的通信速率。     

物联网感知技术在航运业中的应用

在现代海上航运业务中,基于物联网的应用越来越多,如海上气象数据传输系统﹑海上雷达探测系统﹑目标物检测跟踪系统等。在这些业务中,核心的处理是对目标数据的采集及传输。海上无线通信的信道频谱较窄,如何在海上物联网体系中能对目标数据精确采集及有效传输事关整个应用业务的性能。本文着重研究海上物联网系统在感知层面的技术,利用分簇理论改进无线传感网络的路由技术,提出一种改进后的无线传感网络结构,最后对算法进行仿真。     

基于混沌加密的水声扩频通信技术

为了提高水下信息传输安全性,提出将混沌加密技术应用于水声扩频通信中.针对扩频通信中一般扩频序列的局限性,引入离散混沌映射的混沌序列,并对常见几种离散混沌映射进行比对分析,发现Chebyshev混沌映射相较于Tent映射与Logistic映射有较为明显的优势,通过仿真评估具有加密属性的Chebyshev序列的优良特性,证...     

基于改进的SOMP水声通信信道联合估计方法

水声通信信道通常表现出时变特征。然而在某些通信条件下,水声信道的变化速率相对发送的OFDM符号周期而言仍然较慢,整体呈现缓慢时变特性,而且研究表明在相邻时隙内的信道结构具有较强的时间相关性。如何利用好信道的缓变特征,设计适合的OFDM信道估计方法,对进一步改善水声通信信道估计性能具有重要意义。分布式压缩感知(Distributed Compressed Sensing,DCS)理论通过利用多个信号的共同稀疏性进行联合重构,能够进一步提高稀疏重建性能。因此本文将以此为基础,在DCS理论框架下,通过对同步正交匹配追踪(Simultaneous Orthogonal Matching Pursuit,SOMP)算法进行改进,构造一种时域联合的信道估计方法并通过仿真与其他类似算法进行性能比较。     

直接序列扩频水声通信技术研究

水声通信技术随着当代通信技术与计算机技术的发展逐渐在通信领域中占据重要地位。由于水声通信与无线电通信的极大不同,所以在研究的问题和难度上都存在着很大的差异。多径干扰是水声通信信道与无线电通信环境中共同存在的干扰影响。为解决多径干扰问题,首先对扩展频谱通信技术进行介绍,并重点对直接序列扩展频谱通信技术的组成和功能进行研究,通过系统仿真,分析直接序列扩展频谱通信的特点,验证直接序列扩展频谱水声通信系统抗多径干扰的性能。     

直接序列扩频水声通信技术研究

水声通信技术随着当代通信技术与计算机技术的发展逐渐在通信领域中占据重要地位。由于水声通信与无线电通信的极大不同,所以在研究的问题和难度上都存在着很大的差异。多径干扰是水声通信信道与无线电通信环境中共同存在的干扰影响。为解决多径干扰问题,首先对扩展频谱通信技术进行介绍,并重点对直接序列扩展频谱通信技术的组成和功能进行研究,通过系统仿真,分析直接序列扩展频谱通信的特点,验证直接序列扩展频谱水声通信系统抗多径干扰的性能。