浅水水下控制系统集约化设计

针对水下控制系统在渤海海域浅水区应用所面临的水深较浅空间受限、外部干扰因素多、可靠性差及经济效益低等问题,通过系统研究提出了一种集约化、高可靠性、可用性和可维护性的浅水水下控制系统的设计方法。以水下管汇为控制中心,采用1套水下控制模块(SCM)控制2棵水下采油树的1控2模式,简化了水下结构物的尺寸和数量,实现了集约化设计并降低了成本;开展了水下控制模块对接盘和通信组网设计,保障了1控2模式的可行性;基于SCM冗余技术,提出了水下电子模块(SEM)交叉冗余及光纤通信叠加电力载波的双网通信设计方案,开发了控制系统故障诊断和预警模块,提高了浅水控制系统的可靠性、可用性和可维护性。研究成果已在锦州31-1气田开发中成功投运,对中国海域浅水受限区油气田开发中水下控制系统的设计具有重要参考价值。

基于循环相关检测方法的浅水信道多径特性分析

基于浅水信道模型,建立了具有循环平稳性的线性调频信号多径模型,利用龙格库塔方法对本征声线的理论参数值进行计算,用拷贝相关检测方法进行检测。为了对比检测效果,本文基于循环相关检测方法,采用了一种估计循环频率特征的浅水信道多径分析方法,该方法通过在频域估计循环频率的峰数和位置,可以在时域内准确估算浅水通信的多径数和相应的时延,与拷贝相关检测方法相比可以提高检测性能。将试验获得的水声传播参数应用于所建浅水信道多径模型,分别估算出浅水通信试验的信号多径时延特征,检测结果与理论结果相符,本文采用的方法能更加清晰的分辨各峰值与多径时延,很好地估计浅水声通信系统的信道传输多径特性,说明本文算法的有效性和优越性。

被动时反镜在水声通信中的应用研究

被动时反镜(PTRM)技术具有时间压缩性能,在水下通信中,PTRM技术能实现多径信号的重组,既实现了多径信号能量的聚焦,又抑制了码间干扰。将PTRM技术应用于多径扩展严重的浅水水声通信系统中,在对声信道没有任何先验知识的情况下与声信道自动匹配,实现自适应聚焦。仿真结果表明:PTRM可以良好地重组多径扩展,拟制码间干扰,减小误码率,提高通信质量。

An Anti-multipath Frequency Hopped Communication Technique in Shallow-water Acoustic Channels

This paper introduces a frequency-hopped (FH) communication system to anti-intersymbol interferences (ISI) caused by the multipath propagation in shallow-water acoustic channels, and uses high-speed digital signal processor (DSP) and serial ADC (MAX121) chip to demodulate received signal efficiently based Fast Fourier Transform (FFT) algorithm. The field experimental results show: a data rate of 1Kbit/s with the bit error rates on the order of 10 -4 is demonstrated at 2000 m in the shallow-water acoustic channel of Xiamen harbor, and the key techniques of the system is analyzed in the paper.