检索结果-内蒙古大学图书馆

西北工业大学学报 2019年第4期37卷 704-713页

作者：李芾茏申晓红王领王海燕西北工业大学航海学院陕西西安710072 海洋声学信息感知工业和信息化部重点实验室陕西西安710072

针对移动水声通信中的多普勒频移特性,提出M元FDM-PLFM移动水声通信方法。从理论上对分段式线性调频信号(piecewise-LFM)与传统LFM信号的互相关性进行了分析,并结合频分复用(FDM),提高了传统水声LFM通信方法的频谱利用率,并保留了在较... 详细信息

针对移动水声通信中的多普勒频移特性,提出M元FDM-PLFM移动水声通信方法。从理论上对分段式线性调频信号(piecewise-LFM)与传统LFM信号的互相关性进行了分析,并结合频分复用(FDM),提高了传统水声LFM通信方法的频谱利用率,并保留了在较低的多普勒频移条件下,水声LFM通信方法无需多普勒频移补偿的优势。仿真结果表明,该方法相较传统水声M元LFM通信方法,在较高的数据率条件下,有更低的误码率。

关键词：移动水声通信频分复用分段式线性调频低信噪比

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多通道判决反馈均衡器的移动水声通信技术

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华中科技大学学报（自然科学版） 2016年第8期44卷 24-28,57页

作者：韩笑殷敬伟于歌唐胜雨哈尔滨工程大学水声技术重点试验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对收发节点之间的相对运动使得信号压缩或者展宽、载波频率偏移,导致通信误码率较高的问题,提出基于m序列的水声信道时延-多普勒函数估计方法.在大连市小长山岛附近水域进行了移动水声通信试验,试验过程中发射船以2.5m·s^(-1)的... 详细信息

针对收发节点之间的相对运动使得信号压缩或者展宽、载波频率偏移,导致通信误码率较高的问题,提出基于m序列的水声信道时延-多普勒函数估计方法.在大连市小长山岛附近水域进行了移动水声通信试验,试验过程中发射船以2.5m·s^(-1)的恒定速度先靠近接收船而后远离.由于发射船相对于接收船方位时刻发生变化导致时变的多普勒效应.利用信号帧首部的m序列测得接收数据分别存在-15,-5和17 Hz的频率偏移,对接收数据进行重采样处理后采用多通道判决反馈均衡器抑制码间干扰以及残留的多普勒效应引起的相位变化,均衡后输出信噪比达到15.11,14.64和15.14dB.试验结果表明:该方法实现了时变水声信道的有效跟踪和补偿,大大提高了解码性能.

关键词：移动水声通信时延-多普勒函数犿序列多通道判决反馈均衡器

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正交时频空间调制移动水声通信方法

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声学学报 2024年第2期49卷 308-317页

作者：景连友薛哲凯何成兵史文涛殷洪玺西北工业大学海洋研究院太仓215400 大连理工大学信息与通信工程学院大连116024 西北工业大学航海学院西安710072

为提高移动水声通信可靠性,提出了一种基于正交时频空间(OTFS)调制的移动水声通信方法。针对水声信道长时延扩展的特点,设计了一种低复杂度交叉域Turbo迭代均衡算法,先在时域内对接收信号进行最小均方误差(MMSE)均衡,将均衡后的外部信... 详细信息

为提高移动水声通信可靠性,提出了一种基于正交时频空间(OTFS)调制的移动水声通信方法。针对水声信道长时延扩展的特点,设计了一种低复杂度交叉域Turbo迭代均衡算法,先在时域内对接收信号进行最小均方误差(MMSE)均衡,将均衡后的外部信息传递到时延-多普勒域进行软译码;再将译码后的软信息反馈回时域,作为下一次时域均衡的先验信息,实现均衡与译码的迭代检测。此外,针对OTFS水声通信中OTFS符号维度过大导致MMSE均衡复杂度过高的问题,采用了一种低复杂度MMSE算法,先利用矩阵对角线元素得到一组初始估计值,再将矩阵求逆问题转换为求解初始估计值与准确求解值之间的误差,继而通过对误差向量的不断迭代估计来实现低复杂度计算。湖试数据处理结果表明,所提方法可在最大移动速度4 kn的情况下实现OTFS信号的可靠检测。

关键词：移动水声通信正交时频空间调制迭代检测 Turbo均衡

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移动水声通信的3种帧同步方法性能分析

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舰船科学技术 2023年第5期45卷 118-123页

作者：王中陈永兴樊书宏岳玲中国船舶集团有限公司第七〇五研究所陕西西安710077 水下信息与控制国防重点实验室陕西西安710077

移动水声通信中收发两端的相对运动会导致通信信号出现时间压缩或扩展而产生多普勒效应,较大的多普勒频偏将引起严重的载波频率偏移,影响通信系统性能。通过帧同步进行多普勒因子准确估计与补偿,是实现移动水声通信的重要基础。本文分... 详细信息

移动水声通信中收发两端的相对运动会导致通信信号出现时间压缩或扩展而产生多普勒效应,较大的多普勒频偏将引起严重的载波频率偏移,影响通信系统性能。通过帧同步进行多普勒因子准确估计与补偿,是实现移动水声通信的重要基础。本文分别研究了利用LFM信号、m序列信号、HFM信号的3种帧同步方法,给出了实现原理,并针对AWGN信道和实测多途衰落信道,分别从信噪比、信道特性、相对多普勒速度、计算复杂度等方面,对比分析了3种方法在不同条件和应用环境的多普勒因子估计性能。仿真结果表明,3种方法各有优势,均可适用不同的移动水声通信应用环境。相对而言,双HFM信号同步方法多普勒估计精度高、数据传输速率快、计算复杂度低、稳健性强,可以实现复杂信道移动水声通信的帧同步。

关键词：移动水声通信帧同步多普勒效应多普勒因子估计

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面向小型水下无人平台的移动水声通信系统

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水下无人系统学报 2022年第6期30卷 761-767页

作者：姚俊辉赵燕锋童峰陈东升上官明禹厦门大学海洋与地球学院福建厦门361005 厦门大学导航与位置服务技术国家地方联合工程研究中心福建厦门361005 厦门大学人工智能研究院福建厦门361005 福州大禹电子科技有限公司福建福州350001

移动水声通信信道具有典型的多径、多普勒双重扩展特征,严重影响通信性能。特别是用于水下特战等领域的小型水下无人平台装备,具有航行状态多变、多浅海应用、受限功耗下发射功率低等特点,导致多普勒变化、多径严重、信噪比低,对传统移... 详细信息

移动水声通信信道具有典型的多径、多普勒双重扩展特征,严重影响通信性能。特别是用于水下特战等领域的小型水下无人平台装备,具有航行状态多变、多浅海应用、受限功耗下发射功率低等特点,导致多普勒变化、多径严重、信噪比低,对传统移动水声通信方案造成极大挑战。文中提出了一种面向特战领域小型水下无人平台的移动水声通信方案,该方案通过直接数字频率合成器芯片,调整系统模拟/数字转换采样率,从而在硬件上实现实时多普勒补偿;结合直接扩频序列调制,提高低信噪比条件下的抗多径性能;采用双曲调频同步设计保证同步捕获性能。半实物仿真实验结果验证了该系统的有效性。

关键词：移动水声通信多普勒补偿信噪比双曲调频

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基于VTR-PLFM扩频调制的移动水声通信方法

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水下无人系统学报 2021年第4期29卷 391-399页

作者：季赵胜王海燕申晓红李芾茏西北工业大学航海学院陕西西安710072

针对移动水声通信中多径效应、多普勒效应严重的问题,提出了基于虚拟时间反转-分段式线性调频(VTR-PLFM)扩频调制的移动水声通信方法,来同时对抗多普勒和多径干扰。首先利用分段式线性调频(PLFM)信号对发送信号进行正交扩频调制,因PLFM... 详细信息

针对移动水声通信中多径效应、多普勒效应严重的问题,提出了基于虚拟时间反转-分段式线性调频(VTR-PLFM)扩频调制的移动水声通信方法,来同时对抗多普勒和多径干扰。首先利用分段式线性调频(PLFM)信号对发送信号进行正交扩频调制,因PLFM信号可以抗宽带多普勒频移,系统可以不进行多普勒频移补偿;同时利用虚拟时间反转(VTR)技术聚集多径信号的能量,削弱多径的影响,提升系统性能;此外,由于PLFM信号良好的相关性,进一步结合频分复用技术,可有效提升频谱的利用率,提高系统的通信速率。仿真验证了PLFM系统自身的抗多普勒频移特性及VTR技术的引入可有效改善系统性能,并且在较低信噪比和较高数据率下,PLFM系统有较低的误码率。外场试验验证了所提方法的可行性。

关键词：移动水声通信正交扩频调制虚拟时间反转频分复用

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基于AD变采样抑制多普勒的移动水声通信系统

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水下无人系统学报 2018年第5期26卷 465-469页

作者：王小阳郑思远李斌童峰厦门大学水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室福建厦门361005

针对自主式水下航行器(AUV)等水下移动平台移动水声通信中的多普勒问题,考虑到传统的软件变采样多普勒校正方法需要先接受完整的一帧信号,并在多普勒估计后对信号进行重采样,运算复杂度较高,硬件实现较难。文中提出了基于模数转换(AD)... 详细信息

针对自主式水下航行器(AUV)等水下移动平台移动水声通信中的多普勒问题,考虑到传统的软件变采样多普勒校正方法需要先接受完整的一帧信号,并在多普勒估计后对信号进行重采样,运算复杂度较高,硬件实现较难。文中提出了基于模数转换(AD)变采样抑制多普勒的AUV移动通信方案,在信号的前段做多普勒估计,而后通过微控制单元(MCU)调整AD采样率接收信号,相当于直接对信号做多普勒补偿。根据该方案所设计的水声通信系统能够实时通信,并且改善了通信质量;同时采用直接扩展频谱技术和信道编码,进一步提高了通信性能,海试验证了该方法的有效性。

关键词：自主式水下航行器(AUV) 移动水声通信多普勒补偿 AD变采样

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基于双曲调频信号的移动水声通信技术研究

基于双曲调频信号的移动水声通信技术研究

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作者：俞俊涛浙江大学

学位级别：硕士

随着人类海洋活动的日益频繁,以及诸如自主式水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)等移动平台技术的迅猛发展,人们对于水下无线通信的要求也不断提高。水声信道作为公认最复杂的无线信道之一,在移动场景下存在不可忽略的多普... 详细信息

随着人类海洋活动的日益频繁,以及诸如自主式水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)等移动平台技术的迅猛发展,人们对于水下无线通信的要求也不断提高。水声信道作为公认最复杂的无线信道之一,在移动场景下存在不可忽略的多普勒效应以及时变的多径干扰的特点。现阶段水声通信研究的热点聚焦在信道均衡、多载波调制、空间调制等方向,但基于双曲调频(Hyperbolic Frequency Modulation,HFM)信号的非相干水声通信方法凭借其实现简单、通信稳定可靠、通信功耗低等优点,适合应用于AUV移动通信场景。本文主要研究基于HFM信号的移动水声通信关键技术,包括多普勒估计方法和调制解调技术。本文首先介绍了水声信道的基本特性,尤其关注移动场景带来的信道条件恶化情况,并利用Bellhop射线模型对实验水声信道进行建模,用以后续的水声通信系统仿真。然后研究基于正反扫频HFM信号的多普勒估计和帧同步方法。推导HFM信号的模糊函数主脊表达式,并以此为依据给出正反HFM方法估计多普勒因子的表达式,最后提出一种新的多普勒估计方法,称为“正反HFM联合M序列方法”。通过与两种目前常用的多普勒估计方法进行仿真对比,本文提出的方法具有计算开销小并且支持实时在线处理的优势。接下来研究基于HFM信号的适用于移动水声通信的调制解调技术。结合Chirp 调制(Chirp Modulation,CM)、跳频(Frequency Hopping,FH)技术和 Pattern时延差编码(Pattern Time Delay Shift Coding,PDS)技术,提出一种可以有效对抗多普勒扩展效应、噪声干扰和强多径干扰的通信制式,称为PDS-FH-CM方法,并通过仿真对比验证其稳定性和可靠性。最后介绍移动水声通信实验的过程和结果。基于AUV平台开展了多普勒估计实验,通过对比搭载在AUV上的测速传感器数据与正反HFM方法估计出来的相对运动速度,验证了正反扫频HFM方法估计多普勒的有效性;还开展了基于移动小船的湖上和海上通信实验,通过统计实验的误比特率结果,验证本文提出的调制方式的有效性,并将实验结果与仿真结果进行了对比印证。

关键词：移动水声通信 HFM信号多普勒估计帧同步 Chirp调制跳频 PDS调制

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移动水声通信中抗大多普勒频偏及多途扩展研究

移动水声通信中抗大多普勒频偏及多途扩展研究

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作者：殷敬伟哈尔滨工程大学

本成果探索了移动水声通信中存在的基础问题和技术难点,旨在发展移动水声通信技术。针对多普勒频偏和码间干扰开展了系列研究,成功完成了多项通信编码体制、信号处理技术的研发,并得到了仿真及湖上试验的验证。 (1)设计了采用分数阶 ... 详细信息

标准号: 1500160098

本成果探索了移动水声通信中存在的基础问题和技术难点,旨在发展移动水声通信技术。针对多普勒频偏和码间干扰开展了系列研究,成功完成了多项通信编码体制、信号处理技术的研发,并得到了仿真及湖上试验的验证。 (1)设计了采用分数阶 Fourier变换与 Pattern时延差编码相结合的移动水声通信编码方案。 (2)建立了基于分数阶Fourier变换的正交多载波水声通信系统。 (3)建立了采用分数阶Fourier变换移动水声通信同步获取方法。 (4)研究了差分 Pattern 时延差编码移动水声通信技术。 (5)研究了差分扩频移动水声通信技术。 (6)进行了扩频通信的应用技术创新研究,研发适用于水声环境的移动通信和远程通信系统。 (7)研究了单阵元时间反转镜技术在移动水声通信中应用的鲁棒性,并研究了其在多用户通信中的应用。 (8)研究了单矢量信号处理在移动水声通信中的实时方位估计技术,并基于利用扩频码特性的基础上提出单矢量有源平均声强器。 (9)开展了单阵元多址水声通信技术研究。

关键词：移动水声通信多普勒频偏通信编码码间干扰

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基于小波去噪的移动水声通信多普勒因子优化

基于小波去噪的移动水声通信多普勒因子优化

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2018年全国声学大会

作者：刘凇佐赵云江乔钢孙慧嵩陆胤亨哈尔滨工程大学水声技术重点实验室海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部哈尔滨工程大学水声工程学院

0引言随着国家海洋战略的实施,水声通信技术得到了极高的关注与发展,目前已广泛应用于各类军用、民用领域当中,如无人水下航行器(AUV)的数据与控制指令通信等。由于水下声传播速度只有1500m/s左右,即使接收端与发射端存在很小的运动速度... 详细信息

0引言随着国家海洋战略的实施,水声通信技术得到了极高的关注与发展,目前已广泛应用于各类军用、民用领域当中,如无人水下航行器(AUV)的数据与控制指令通信等。由于水下声传播速度只有1500m/s左右,即使接收端与发射端存在很小的运动速度,也会对通信系统造成十分明显的影响。即便收发两端不存在自主运动,水下设备也会受到诸如洋流、潮汐等因素的影响而出现相对速度[1]。这

关键词：多普勒因子细节系数移动水声通信小波去噪

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