稀疏信道条件下正交多载波扩频水声通信无导频信道估计算法

提出了一种无导频信道估计算法,该算法首先利用水声信道的稀疏特性对扩频信号进行识别,再利用扩频信号识别结果对水声信道响应进行判决反馈估计,从而实现对稀疏水声信道响应的可靠重建。仿真和湖上试验结果证实:无导频信道估计算法可以在不降低通信质量的前提下,实现对水声通信信号的稳健均衡,提升水声通信速率。

圈养瓶鼻海豚通讯信号分析及融合分类方法

针对圈养条件下瓶鼻海豚通讯信号(whistle)分类时混叠大量回声定位信号(click)导致分类正确率降低的问题,提出了一种基于机器学习的融合分类方法。分别提取whistle信号的时频分布特征训练随机森林分类器,梅尔时频图特征训练卷积神经网络分类器,在此基础上设计融合判决器对混叠whistle信号进行分类识别。对圈养海豚声信号采集实验数据的分类识别结果表明,融合分类方法具有更好的分类性能,对混叠whistle信号分类正确率大于94%,优于时频分布特征分类器和梅尔时频图特征分类器,能够提高混叠信号的分类能力。

宽带高分辨DOA估计的CPU-CUDA协同实现

针对DOA估计中高分辨方位谱估计算法需要进行多次矩阵求逆运算,整个计算过程时间复杂度高这一问题,采用CPU和CUDA协同并行化的方式提高运算效率,实现了2种实时高分辨宽带信号处理系统。仿真实验结果表明,该协同架构的信号处理系统,能够大幅提升处理速度,满足阵列信号处理的实时性需求,同时克服了DSP阵列信号处理系统开发效率低、成本高和可移植性差的缺点。

三维成像声呐目标回波建模仿真及分析

针对三维成像声呐成像及后续图像处理背景下存在实际场景数据难获取的问题,提出海底混响场景下实际目标建模模型和回波信号仿真的方法。文章首先建立了浅海楔形海底的线状目标回波模型,然后基于射线声学混响模型,采用信道卷积法推导得到理想环境下的回波信号以及浅海环境混响干扰下的回波信号,最后对回波信号进行三维波束成像和三角网重建,并对有无混响下的成像结果进行对比分析。仿真结果表明该方法得到的回波信号能够正确地体现目标的轮廓特征和位置信息,极大的降低了实验成本。

一种双子阵本舰噪声抑制方法

针对拖曳阵声纳接收的远程弱目标在本舰噪声强干扰条件下难以检测的问题,提出一种基于子阵的本舰噪声抑制算法,利用2个重叠子阵,分别估计子阵的波束输出,在子阵域设计加权实现干扰抑制。该算法抑制宽度可通过零陷加权矢量控制,并具有时间复杂度低,运算效率高的优点。计算机仿真和海试数据处理结果表明,算法能有效抑制本舰噪声,提高弱目标的检测性能,提升输出信干比约15 dB。

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。

脉冲压缩与互相关联合的阵元相位畸变校正法

针对合成孔径声呐中的相位不一致性导致的成像质量下降问题,本文提出一种脉冲压缩联合互相关分析法,用于实现多子阵相位一致性分析及反接阵元的判定。在此基础上进行成像处理,实现图像增强。利用脉冲压缩实现接收阵相位一致性判定,确定相位畸变阵元,并对原始回波进行畸变相位补偿,获得阵元域校正回波;基于校正回波,利用阵元间互相关函数对其进行准确的时延差计算,补偿"停-走-停"假设及阵元间距等因素导致的回波相位差,得到精确补偿后的校正回波。利用时域成像算法对精确补偿后的校正回波进行再成像,并与原始图像相比。结果表明图像在均值、标准差及平均梯度等统计特性方面得到改善,成像质量提升明显。实验数据处理验证了算法的可行性和有效性,为合成孔径声呐阵元相位畸变校正提供了有效的信号处理手段。