水声语义通信仿真实验设计

水声信道面临带宽资源有限和环境噪声复杂等局限,难以保证水声通信的高效性和可靠性。语义通信的微量性和鲁棒性表明其具有提升水声通信性能的潜力。为了验证基于语义通信革新水声通信的可行性,设计了一种水声语义通信仿真实验方案。发送端以文本为信源,提取文本的语义特征并以知识图谱表征,实现信息的微量表达,为数据的高效传输提供了有效途径;接收端借助深度学习技术将语义特征重构为文本,实现信息的鲁棒性重构,为数据的可靠传输提供了有力保障。仿真实验结果表明,与传统水声通信方案相比,水声语义通信方案具有微量表达和鲁棒传输等技术优势,形成了克服水声信道窄带宽和低信噪比等困难的全新水声通信制式。

水声信道模拟仪设计与实现

水声信道是无线传输水下观测信息的重要途径。为了测试水下装备,通常需要开展水下观测和水声传输实验,周期长、成本高。在陆上模拟水声信道,基于模拟信道测试水下装备观测端至终端的水声传输性能,有望提升实验效率、降低实验成本。然而,目前水声信道模拟通常通过计算机仿真实现,无法实体连接水下装备对其测试。发展模拟水声信道的嵌入式仪器是实现水下装备陆上测试的迫切需求。为了达到此目标,该研究基于指定海域温度、盐度、地形地貌等参数,配置水声信道模型,设计并实现水声信道模拟系统软件,适配至国产嵌入式平台,形成水声信道模拟仪。水声信道模拟仪能够与水下装备实体连接,形成短周期、低成本的水下装备陆上测试新实验方案。

基于小型无人船的海水取样监测系统

为实现大规模的海水水质质量检测,提升环境监测的效率,设计了一种基于GPRS无线通信、GPS定位、涵道式无刷电机的小型无人船海水取样监测系统。本系统以小型无人船为载体[1],STM32开发板为控制核心,并辅以GPS、水质采样装置、避障传感器等模块,构建一套海水定点取样监测系统;另外配合自主设计的路径规划系统可以实现自主避障的功能[2]。本设计通过多次实验表明:能够正常运行监测系统,运行效果良好,可进行升级改造。