分数阶Fourier变换在深海远程水声通信中的应用

提出深海远程水声通信方案,利用深海声道特性,将通信节点置于声道轴以减小传播损失,提高通信距离.将分数阶Fourier变换(FRFT)应用于水声通信同步检测及Pattern时延差编码(PDS)水声通信体制,可减小多普勒频偏的影响.通过计算机仿真研究表明,分数阶Fourier变换相对于拷贝相关将更适用于存在多普勒频偏的相干多途水声信道条件,有助于实现低误码率通信.

M元线性调频远程水声通信新技术

浅海远程水声通信由于水声信道带来的严重多径干扰和衰落,导致通信速率低、误码率高以及接收端信噪比低等缺点。针对这一问题,提出了一种比较有效的M元线性调频(LFM)水声通信技术。M元LFM通信技术在发射端利用不同频段内多种不同调制斜率的LFM信号进行信息编码,在接收端用相应的拷贝相关器组进行信息解码。该方法具有较强的抗多径干扰和信道衰落的能力,且在低信噪比下的检测性能好。海试数据分析及仿真结果表明:利用M元LFM技术,在距离为80 km、带宽为200 H z、通带内平均接收信噪比为3 dB的情况下,利用单水听器接收,在误码率为1-0 4条件下,水声远程通信的数据率可达20 b it/s,此时带宽利用率为0.1 b it/(s.H z)。

用时延编码实现远程水声通信

本文研究了一种基于时延编码的远程水声通信技术 ,该技术利用线性调频 (LFM)信号矩形脉冲的时延值进行时延编码 ,在接收端采用时延估计技术进行时延解码。初步的海试结果表明 ,该技术可以实现 80km距离、4 .6bit/s数据率的信息可靠传输。

远程水声通信MC-MPSK及均衡方法

水声信道是一种多途、时变和频散的信道,声波在其中的传输行为十分复杂,加之水声传输的带宽有限及远距离传输时的载波频率较低,使得传输距离和数据率这一对矛盾尤为突出,如何在增大作用距离的同时提高传输数据率是水声通信的难点。在80 km海上试验和分析研究M C、M P-SK编码调制的基础上,提出了适合于远程高速水声通信的M C-M PSK的编码调制方法,以及基于M C-M PSK编码调制的梳状均衡方法,建立浅海远程水平通信的信道模型,对均衡器及系统的性能进行仿真,仿真结果表明该编码调制方法可实现低信噪比、多径水声信道的高数据率传输。

基于时延编码的远程水声通信技术研究

研究了一种基于时延编码的远程水声通信技术。该技术利用线性调频信号(LFM)矩形脉冲的时延值进行时延编码,在接收端采用时延估计技术进行时延解码。计算机仿真结果表明,在低信噪比和存在多途扩展的情况下,采用该技术仍可实现信息的远程可靠传输。

低频远程水声通信技术对潜艇作战的影响

基于信息化联合作战中潜艇兵力面临的现实通信问题,在深入分析低频远程水声通信技术特性的基础上,从解决通信实时性与隐蔽性的矛盾,保持潜艇在一定航速与深度下达成通信的要求入手,探讨低频远程水声通信技术对潜艇指挥控制、信息保障、协同作战等方面带来的影响与变化。

基于FFH/MFSK的深海远程水声通信技术

为实现深海远程水下通信,提出了一种FFH(Fast Frequency Hopping)/MFSK(快跳频/多频移键控)通信方案。该方案利用快跳频技术对已调MFSK信号进行二次调制,借助频率分集,可有效地抑制远程水声信道因多途传播而引起的频率选择性衰落,从而更好地实现远程低信噪比条件下可靠通信。同时采用深海声道作为通信系统水声波导,将通信节点置于声道轴以大幅提高通信距离。仿真及湖试结果证明了所提方案的良好性能。

小型无人平台远程水声通信帧同步分块算法

远程水声通信系统中,信号的帧同步作为一项关键技术直接影响着系统的性能。文章针对远程实时水声通信系统的特点,提出了一种帧同步的分块算法,算法在不影响同步性能的条件下,降低了计算帧同步所需的时间和空间复杂度,使信号的帧同步得以在存储资源不足的低功耗嵌入式实时处理系统中正常运行,保证远程水声通信具有更加稳健的性能。

MFSK浅海远程通信多径抑制的频率分组编码方法

多频移键控调制技术(MFSK)对信道衰落有良好的适应性,是远程水声通信的重要技术。但是,用于浅海远程水声通信时,由于多径传播的影响,导致严重的码间干扰(ISI),使得远程微弱信号的频率估计产生较大偏差,误码率显著增加。本文针对远程水下信道和MFSK调制的特点,提出了一种新的频率分组编码(FGC)方法。该方法改变了传统MFSK的数据帧格式,相邻符号采用不同组的频率进行编码映射,有效抑制了多径干扰。在深入研究新方法统计特性的基础上进行了湖试验证,结果表明,采用FGC新方法的通信系统,多径抑制有效,性能稳健,更适合于80-100km水声远程通信。

水下航行器远程水声通讯技术研究

在传统的MFSK、MPSK通信技术基础上，提出了基于MFSK-MPSK交互调制的远程水声通信新方法，建立了远程水声通信的信道模型，研究了MFSK-MPSK交互调制解调的原理，采用基于RLS算法的自适应信道均衡技术对80km不同SNR下的误比特率进行了仿真实验，并与2FSK下的80km海上通信试验结果进行对比分析，取得了远程水声通信有参考价值的结论。

MFSK水声远程通信技术及试验研究

海洋水声信道是多途、时变和频散的信道。论文针对浅海远程80～100km,设计出基于MFSK高数据率水声远程信息传输最佳系统。本系统经湖试验证表明:该技术在远程通信恶劣条件下具有较强抗多径干扰和信道衰落能力,对同步精度要求低,可实现80～100km,40bit/s,10-4量级通信精度的信息可靠传输,性能稳健,易于工程实现。

一种新的频域波束切换算法

传统的时域波束切换算法(TDSB)在接收基阵阵元数少、单元接收信噪比低的情况下无法正确检测指向信号入射方向的波束,获得阵增益。不适用于水下无人航行器(UUV)远程水声通信系统。针对这一问题,提出了一种频域波束切换算法(FDSB).该算法通过在频域中比较各波束输出信号频谱峰值的大小对波束进行选择、切换。利用设计的UUV声接收基阵对算法进行了性能仿真和湖试实验。仿真结果表明:FDSB算法在单元接收信噪比为-10 dB的情况下仍可以稳定、正确的切换波束;湖试25 km距离上通信实验结果表明:在UUV与信号发射端有相对运动的情况下,应用本文提出FDSB算法对波束进行选择、切换,通信误码率小于10-4.

200～800Hz低频、宽带、全向、大功率轻质水下换能器

该换能器由声纳技术国防科技重点实验室研制。具有低频、宽带、无指向性、大功率和轻质等特点。可以应用于潜艇和水面舰船噪声模拟、声纳性能检测、甚低频水声试验、海洋远程水声通信、海底资源探测和地质研究等领域。性能参数见表1。还可根据需要，开发频率更高或更低的同类低频换能器，以及设计合适的外形和吊装结构。