Pattern差分编码水声通信研究

在Pattern时延差编码（PDS）通信体制的基础上,提出了Pattern差分编码方案.该方案将信息调制在相邻Pattern码的时延差上,减小了平均码元宽度,提高了通信速率.该方案通过码元分割降低了多途干扰,差分解码方式使其具有抗多普勒能力.现场试验中,定点通信实现了无误码传输,证明该体制能抑制多途干扰;移动通信误码率较低,证明该体制具有良好的抗多普勒能力.     

水声OFDM系统多普勒频移和信道的联合估计

水声通信是近年来研究的热点,但由于水声信道本身的问题,如多径延迟、多普勒频移、信号衰减、窄带宽、时变等特点,使得水声通信传输数据速率低,传输误码率(BER)高.正交频分复用(OFDM)在水声通信中具有很大优势,但它对载波频率偏移(CFO)敏感.基于循环前缀正交频分复用(CP-OFDM)的水声通信系统,对多普勒引起的CFO进行补偿,同时利用延迟-多普勒域中的稀疏性对水声双选信道进行压缩感知信道估计.通过计算机仿真和水池实验,验证了这种双选信道估计的有效性和可靠性.     

水下声学调制解调器动态可重构数字系统设计与实现

提出一种动态可重构的水下声学调制解调器数字系统,此系统将调制、解调模块定义为可重构模块,根据水下声学信道的检测结果,动态调整其调制解调方式和数据率,以提供低误码率、低能耗的通信。在Xilinx XUPV5 FPGA开发板上完成数字系统的实现与软硬件协同验证,结果表明功能正确,数字系统可以动态配置为2FSK和2PSK模式。与传统FPGA实现方法相比,动态可重构的设计方法提高了算法设计的灵活性,节约了数字系统硬件实现的资源。     

两种水声信号声源级的近似测量方法

精确测量长脉冲水声信号的声源级通常要在大型消声水池中进行.然而对多数科研单位来说,并不具备这样的测试条件.本文介绍了一种近似的测量方法,它采用电、声结合,长、短脉冲信号结合的方法,可以在普通水池里以长脉冲水声信号的声源级进行测量,其测量精度优于3dB.还介绍了一种测量限带噪声声源级的方法,它是在一个1×2×2m~3的消声小水槽中进行的,可以取得接近于在大型消声水池中所得到的测试结果.     

迭代时反和自适应均衡联合的FMT水声通信

针对现有的滤波多音调制(FMT)水声通信需要使用较长的自适应均衡器来抑制水声信道中严重的多途效应引起的码间干扰这一问题,提出了迭代时反和自适应均衡联合的FMT水声通信方法.首先利用迭代方法构造的时反滤波器对解调后的各子载波信号进行滤波处理,然后利用自适应均衡器抑制残余的码间干扰.仿真分析和试验结果表明:由于迭代方法构造的时反滤波器可以显著压缩信道中的多途扩展,因此与仅使用自适应均衡的FMT水声通信方法及传统时反和自适应均衡联合处理的FMT水声通信方法相比,可以有效降低自适应均衡器的复杂度,并且通信性能更优.     

仿真显控系统的VC实现及水声定位中的应用

本文从超短基线定位系统对显控软件功能的实际工程需求出发，采用基于Visualc＋＋的开发环境，设计了定位系统软件的总体结构与工作流程，并对软件的框架结构和关键技术进行了研究。通过海试，验证了软件的可靠性，实时性，及与硬件的协调性。实验结果表明，采用VC＋＋实现的超短基线定位显控平台简单实用，满足水声定位的工程需要。     

水声超材料研究进展

水声材料的应用是潜艇等水下航行器实现声隐身及提升声探测性能的关键所在.近年来,随着声学超材料的蓬勃发展,各种类型的水声超材料也被提出.相比空气声,水中声波波长更长,传播损耗却小得多,故水声比同频率空气声更难以控制;此外,水介质的密度和声阻抗比空气介质大得多,常规金属不能再被视为刚性而变成弹性体,且水对结构的流体负载不能忽略,故水声超材料的设计和性能预测更为复杂.本文综述了近年来水声超材料的发展历程,主要针对吸收型、去耦型、聚焦型三类与潜艇声隐身和声探测密切相关的水声超材料,对其分类、基本特性、物理机理、研究动态等进行了详尽归纳和总结,并对其发展中面临的难题和趋势进行了探讨和展望.相比传统材料,水声超材料展现出众多超常声学特性,但仍存在低频宽带声波调控能力有限、不能有效兼顾大静压等环境要素、加工制造工艺不足等问题.未来研究中应着力克服上述不足,朝着低频宽带、全向、大平面尺度、亚波长厚度、轻量化、大耐压及多功能复合、环境适应性等方向发展,以更好地实现工程化应用.     

水声通信远程在线控制系统设计与实现

目前对水声通信机的设置都是依靠本地设置为主，通过数据线与电脑相连，进行与通信相关的设置。每次现场安装或重新设置等操作来说都会给工程人员带来很多不便和麻烦。为了解决这样的问题，基TRS232串口服务器，并通过虚拟COM口实现水声通信机的联网，在客户端设计了软件在线控制系统，实现了对通信机的远程在线控制，极大地提高了配置的效率。本文详细阐述了系统的工作原理与模型．完成了远程控制系统的软件设计。实验的结果表明：该控制系统可以对水声通信机实现远程在线控制。     

水声基阵设计中的噪声场数值模拟及其应用

研究了在水声基阵设计中用数值模拟产生海洋环境噪声场的方法及其在水声基阵最佳加权系数和最佳阵增益设计仿真中的应用，计算模拟结果表明该方法实用而且有效。     

水声OFDM通信系统中一种新的信道估计方法

研究了水声正交频分复用(OFDM)通信系统中的信道估计问题。通过分析水声信道的稀疏性结构特点及其统计特性,获得了基于最小误判的最优筛选门限。利用该门限能够最大限度地判别非零值信道抽头位置。在此基础上,采用结构LS方法进一步对非零值抽头进行精确估计,从而获得水声信道的精确估计值。通过计算机仿真,在两种不同稀疏信道情况下,验证了文中算法的有效性。该算法简单、快速,便于实际应用。