PDC－DTACA在浅海声信道中信号检测的应用

从幅域、频域和时域上，分析了采用脉宽编码调制－数字时间自相关积累（ＰＤＣ－ＤＴＡ－ＣＡ）于浅海声信道的可行性。初步估算了系统的虚警概率ｐｆ、检测概率ｐｄ及其与输入信噪比的关系。理论分析和实验证明：ＰＤＣ－ＤＴＡＣＡ能适应于复杂的浅水声信道低速率数据传输。

耦合浅海声信道目标回波建模与检测性能分析

为提高浅海扩展目标回波检测性能,基于浅海声信道模型和多亮点模型,建立了耦合浅海声信道扩展目标回波模型,并基于副本相关积分(RCI)检测理论对浅海多亮点目标回波RCI检测进行了理论推导。采用带宽分别为50 Hz,100 Hz,500 Hz,1000 Hz的线性调频信号,仿真分析了不同浅海环境下的RCI检测性能。结果表明,海深、声呐深度、目标位置和波形带宽都会影响浅海目标回波扩展特性和RCI检测性能,合适的声呐深度和波形带宽有利于提高浅海扩展目标检测性能。

浅海声信道建模及其应用研究

浅海是水声对抗发生的重要区域,因此对其声信道的研究具有重要意义。采用射线声学理论,建立了一个多途浅海声信道仿真模型。在水声对抗仿真系统中,选用基于ADSP21160的Hammerhead PCI予以实现,取得了预期的实时效果;海试验证结果表明,该模型同样适用于实际情况下浅海海域的声传播损失等参数的折算,可作为水声对抗器材性能预报及战术使用的参考。

浅海水声信道中重复累积码性能研究

针对浅海水声信道的强多途、长时延、严重衰落等特点,需采用性能好、能够实现线性编译码便于实时处理的信道纠错码技术以提高水声通信系统可靠性的问题,提出重复累积(Repeat-Accumulate,RA)码作为浅海水声信道的纠错码方案。建立RA码在浅海水声信道中的仿真模型,比较其在不同浅海水声信道模型下的性能,通过水池数据传输实验研究编译码参数对RA码性能的影响,并以水下图像传输实验进一步验证该编码方案。仿真和实验结果表明:RA码在浅海水声通信系统中具有较强的纠错能力,选择合适的参数会进一步提高编码增益。与Turbo码和LDPC码的编译码复杂度对比,RA码能够实现线性时间编译码,算法复杂度低,硬件实现简单,在水声通信中具有非常好的应用前景。

两种水声信道模型中信噪比估计算法

文章研究了水声信道模型和深海垂直信道的信噪比估计的理论和算法,提出了浅海多径信道模型下的信噪比估计算法。利用接收信号对两种水声信道模型下常用数字调制信号和水声跳频信号的信噪比进行估计,用湖测信道对算法进行了仿真。仿真结果表明在实际信噪比为-10~10 dB时,两种信噪比估计算法的结果均良好,估计的均值和实际信噪比的误差均小于1 dB,算法适应性强,性能稳定。浅海多径信道中算法的估计性能不受多径数目的影响,其估计结果略差于深海垂直信道中的估计结果。

一种双参数可调的水声信道自适应均衡算法

针对浅海水声信道固有的随机时-空-频变、高噪、强多径等特性及变化的多径时延扩展,在变步长最小均方(LMS)平行滤波器组(PFB-LMS)算法的基础上提出了一种新的水声通信自适应均衡算法。该算法将变阶数和变步长的调整结合起来,降低了算法对迭代步长和均衡器阶数的敏感度。仿真结果表明,新算法在参数适应性方面优于传统LMS及PFB-LMS算法。

基于射线模型的浅海水声传播仿真研究

浅海是我国船只活动的主要区域,在计划海上实验、设计最优声纳系统和预测海上声纳性能时,水声模型被广泛地应用于预报声学环境。用射线模型为浅海声场建模,由于射线理论有足够的准确性,可以用来获得声波在空间传播的重要信息,在一定的条件下,射线声学的数学运算也比较简捷。在此结合仿真结果,证明了由射线理论给出的声线图可以给声场以直观、形象的理解,其建立的水声信道模型在工程应用上具有重要意义。

浅海水声信道冲激响应空变特性研究

浅海声传播对空间参数的变化十分敏感,信道冲激响应随空间的变化使水声信号处理的性能受到很大限制。文中采用射线理论模型估计信道冲激响应,用互相关方法仿真计算了信道响应对空间参数的敏感性,并对信道冲激响应空变特性的实际应用进行了讨论。

浅海水声信道中的一种带循环均衡的Turbo译码结构

针对浅海水声信道长时延、强多途干扰的特点,建立了一种新的带自适应循环判决反馈均衡的Turbo译码结构,并对其性能进行了仿真研究。该结构对典型的Turbo译码器进行了改进,使之不但能输出信息比特,同时又能输出校验比特,这些比特经硬判决、符号映射及信道交织后反馈回判决反馈均衡器,构成带自适应循环判决反馈均衡的Turbo译码结构。厦门港实测5途浅海水声信道仿真结果显示,该结构具有优良的抗多途性能,信噪比大于4dB时,误比特率小于10^(-5),比联合判决反馈均衡的Turbo译码结构提高了约2.5dB。

浅海水声信道研究与仿真

水声通信是近年来发展迅速、研究相当活跃的通信技术领域之一,它的研究为解决水下信息的可靠传输提供了重要的技术保障。浅海域水声数据传输对于海洋勘探、海洋环境监测、海洋石油开采、海洋空间利用以及海上战争等方面都有着特别重要的意义。本文介绍了浅海水声信道的特点,阐述了如何建立浅海水声信道的模型,并用MATLAB对浅海水声信道进行了仿真和分析。

浅海高频水声信道统计特性分析与仿真

为研究浅海高频水声信道,基于虚源法和Xiao模型建立高频水声信道模型,对其统计特性进行分析并仿真,得到高频水声信号的传播损失以及接收波形。结果表明:本文建立的高频水声模型的统计特性与理想Rice衰落过程高度吻合,传播衰减规律与球面扩展传播衰减相一致,海面(海底)反射系数对本征声线幅度衰减有明显影响。由于信道的衰减、相移以及频散等作用,接收信号波形与发射信号相比发生明显变化。

基于浅海水声信道的原模图LDPC码的设计与分析

针对浅海水声信道所带来的信号干扰和失真,研究了结构简单、纠错性能优秀、实现复杂度低的原模图(protograph-based low density parity check,PLDPC)码,发现在原模图中引入度为1的变量点以及均匀化基础矩阵行重这2种方法均可以提高PLDPC码在浅海水声信道下的性能,并在此基础上提出了新的PLDPC码设计准则。进而在浅海水声信道下,利用PEXIT(protograph extrinsic information transfer)理论分析方法,对基于不同设计准则的PLDPC码的门限值进行了分析。理论分析及系统仿真结果均表明,在所提出的准则约束下,设计出的PLDPC码在浅海水声信道下的性能优于传统PLDPC码。

糯玉米新品种郑黑糯2号的选育及栽培技术

郑黑糯2号是河南省农业科学院粮食作物研究所以自选系郑黑糯03为母本,自选系郑黑糯04为父本杂交选育而成的黑色糯玉米单交种。该品种具有鲜食品质优良、高产、多抗、广适、株形紧凑、综合农艺性状优良等特点。分期隔离种植,适宜密度52500-60000株/hm^2。

浅海远程水声Turbo编码跳频通信研究

结合Turbo编码和水声跳频通信技术，基于数字信号处理（DSP）成功地研制出了一种高效的抗多途、抗噪声浅海远程水声通信系统。该系统针对浅海远程水声信道的低信噪比、强多途及快速时变衰落特点，采用一种联合有限脉冲响应（FIR）数字窄带滤波和线性调频信号互相关检测的快速、精确的帧同步方法；利用快速频谱分析进行解调，使用复杂度较低的软输出维特比算法（SOVA）进行译码，并对其译码流程进行改进和优化，充分保证接收水声信号DSP处理的实时性。厦门港超浅海水声数据传输试验获得了其传输距离5km，通信速率250bit／s，误比特率10^-5的良好通信性能，证实了该水声通信系统的有效性、可靠性和稳健性。

浅海声信道文本信息传输研究

论文首先介绍浅海声信道声传输的基本特性,指出在此类信道中进行多媒体信息传输的特殊困难。随后论述了文本信息传输所具有的抗噪声、抗起伏等优良性能,较能适应于水声信道的复杂性和多变性,但属于较高速率的文本信息传输,多途干扰仍然是文本信息正确检测的根本障碍。文中分析了频率跳变技术克服时域扩散较短的浅海多途的可行性和需解决的关键技术。海上获得的初步实验结果说明了文本信息传输所具有的优越性,值得今后继续深入的研究。

浅海中低频水声信道仿真研究

在中低频段(通常为数百至数千赫兹频率范围),传播损失、时空相关性以及时空平稳性等水声信道特性是主、被动目标探测和远程通讯技术研究的重点。为了模拟信道的时空去相关特性,应用KrakenC传播模型得到理想信道传递函数H(r,ω),并在此基础上,提出了新的基于信道时延的相位加扰方法。通过数值仿真,该方法可以很好地在统计特性上模拟海试LoFAR’08中的实际浅海信道测量数据。测量数据由拖曳式电火花声源(有效带宽为300Hz^2.5kHz)激励浅水信道得到。

空间滤波器水声信号预处理方法研究

浅水水声信道受多径传播、时变和空变等特性的影响,由水听器直接观测到的信号大多是信噪比低、多种信号叠加而成的复杂信号,难以准确提取特征信息及信源分离。针对以上问题,提出基于空间滤波器的多源复杂水声信号的预处理方法。该方法通过Hilbert变换将直接观测信号构造成解析信号来抑制虚像,使用波束形成算法来实现对方向角的选择,在指定方位角下得到期望信号。仿真及试验结果表明:信噪比为0 d B时,通过空间滤波器对多源复杂水声信号进行预处理,可以有效地抑制噪声,并有效区分处于同一时间段、同一频段的多个源信号,经处理后的信号与源信号的相似度可达0.9853,对实际信号处理也可达到较好的效果,解决时频域很难处理的问题,进而为后续的研究工作提高精度。

浅海水声信道下抗多径OCDM通信研究

基于正交chirp复用技术,提出一种新的抗多径浅海水声通信方法(DP-Rake OCDM)。采用经调制的chirp信号,利用多径分集来提高鲁棒性,同时在接收端解调中加入基于数据分拣的Rake接收机,用多个时间窗分析数据帧来消除多径引起的载波间干扰,从而在短保护间隔时提高通信性能。与OCDM、OFDM、DP-Rake OFDM方案通过系统仿真进行性能比较,结果表明,在强多径条件下(时延扩展大于保护间隔),DP-Rake抗多径OCDM的BER floor可达到10^(-6),DP-Rake OFDM的BER floor为10^(-5),而OCDM和OFDM都只有10^(-3),仿真结果验证了该方案的可行性和抗多径性能的优越性。

流形学习在浅海水声通信中的应用

在复杂的浅海环境中,水声信道具有强烈的空变和时变特性,致使水声通信系统的鲁棒性很难得到保证。该文不同于依赖复杂信道编码和信道均衡手段的传统水声通信算法,将流形学习思想应用于高维海洋环境参数空间刻画及信号空间映射中,为水下数据传输提出创新方案。从声场角度出发,结合浅海实验数据,分析通信信号时空起伏特性,研究环境参数空间和声场信号空间的内在关系,提出了基于非线性流形学习算法增加合理的物理约束,结合信道稀疏特性,对于高维非线性水声信号系统的冗余维度信息进行维数约简,映射到稳定的低维目标空间,降低信道时空起伏对通信系统的影响。仿真和实验结果验证了算法的可靠性和有效性。

浅海信道有效声速估计及其在水声定位中的应用

提出了基于本征声线视在搜索的浅海信道有效声速估计方法。在给定海面海底及垂直声速分布条件下,该方法能快速准确地估计浅海信道中任意两点的有效声速以及有效声速空间分布物理图像。因该方法采用本征声线视在搜索思想,计算量大为减小,易于实际工程应用。随后探讨了其在长基线水声定位解算中的应用。海试与应用结果表明,该方法可以提高长基线定位系统对浅海信道复杂水文的适应能力。