多信息水声传输方式及其应用研究

介绍“抗强噪声水层深度遥测装置”专利中,采用频分PPM(Pulse-Position modulation)方式进行多信息水声传输的研究和工程设计,并着重阐述产生PPM数字信号的新方法和应用特殊的数字选频滤波接收的先进技术,并提出所设计的有关电路。     

基于多级频谱分析和能熵比的应答器系统设计

为解决传统应答器系统在模拟不同距离水下目标时易受强噪声干扰及转发时延精度不高的问题,提出一种粗-细两级波达时刻估计方法并开发一套高精度时延的可靠应答器系统.该系统主要由以信号采集、信号处理为主的上位机和以功率放大器、换能器为主的下位机组成.其中上位机利用多级频谱分析及其峰均比大于设定门限进行粗估计,初步获取信号的波头;再利用基于能熵比的双门限检测算法进行细估计,获得更精准的波达时刻,进而解决了时延不准的问题;最后,系统下位机通过 TCP 接收上位机传输的应答信号并在预定时刻应答回波信号.湖试结果显示,该系统的时延误差小于 40 ms,具有高精度的转发时延优势,并且在强噪声干扰下具有良好的鲁棒性.     

多尺度分析在水下声场弱信号探测中的应用

利用小波变换的时—频局部化性质，对激光探测水下声场弱信号进行正交分解，得到在各个尺度下的细化信号及平滑信号，从而对信号进行全面细致的分析．实验结果表明：小波分析方法适合于微弱信号的检测和特征提取，在改善了信噪比的同时，还保持了很高的时间(空间)分辨率．小波分析具有准确度高，抗噪声性能好，检测范围宽，灵活方便等优点．     

无线遥控、浮标式水下目标跟踪定位系统

设计了一种新型的水声定位系统克服传统长基线定位系统操作复杂、工作效率低等弱点。通过在海上布放浮标阵,在较大范围内监测目标运动信息;组建海上无线局域网络实现浮标与基站的数据交换;加装DGPS接收机,动态获得浮标的大地坐标,用于水下目标位置的解算。系统已通过了海试,试验结果表明系统具有作用距离远,定位精度高,操作简便等优点,其可行性及可靠性也得到了验证。     

基于双层符号常数模的多径水声信道盲均衡算法

针对常数模算法(CMA)及符号常数模算法(SCMA)迭代中的大量乘法运算会产生延时的不足，提出了双层符号常数模算法(DSCMA)。该算法采用逐级取符号的办法，将迭代过程中的大量乘法运算转化为比较运算，大大减少了计算量。而基于双层符号常数模的多径水声信道盲均衡器，具有收敛速度快，超量均方误差和计算复杂度小等特点。用负声速梯度信道及深海信道对该盲均衡器性能进行的仿真研究表明：该盲均衡器对多径干扰有良好的抑制作用，对水下数据通信有很强的实用价值。     

水声通信中多普勒频移补偿的仿真研究

在水声通信中，收发双方存在相对运动时产生的多普勒频移将严重恶化载波恢复和符号同步。因此多普勒频移补偿是水声通信的关键技术之一，并日益受到人们的重视。提出了一种全新的、适用于收发双方存在较大相对速度时的多普勒频移检测和补偿技术。同时对与之相关的模糊度函数法、数据帧插入信号的选取、信号采样率转换、插值因子的确定与插值等问题进行了研究，通过仿真试验对多普勒频移方法进行了验证，并对其性能进行了分析。     

一种用于多径衰落水声信道的盲均衡算法仿真研究

在水声数字通信中，严重的多径衰落和多普勒频移是影响通信性能的两个主要因素。研究了一种分数间隔判决反馈盲均衡结构，以有效地克服水声信道多径衰落的不利影响。同时，针对水声信道的时变多普勒特性，在分数间隔判决反馈结构的基础上，提出了一种修正常数模分数间隔判决反馈盲均衡与二阶数字锁相环相结合的盲均衡算法，以纠正信道引入的载波相位旋转。最后通过计算机仿真，将该算法与常数模波特间隔判决反馈盲均衡算法进行了性能对比，仿真结果证明了该算法的有效性。因此，该算法具有良好的实用性和应用前景。     

浩翰大洋拓荒者 水声领域铸丰碑——访我国著名水声研究专家杨士莪院士

杨士莪1931年8月9日出生,祖籍河南。我国著名水声研究专家,曾任黑龙江省人大代表、国务院学位委员会学科评论组成员、哈尔滨船舶工程学院副院长、黑龙江省地震学会理事长等,现任哈尔滨工程大学及西北工业大学教授,中国声学学会名誉理事长等职。被授予国家优秀教师荣誉称号;他踏实干事,精心育人,桃李满天下,已指导5名博士后出站、30余名博士生毕业;并曾指导有20余位硕士研究生毕业。他几十年如一日,为我国水声发展事业作出了杰出贡献,是共和国水声研究领域的奠基人之一。