检索结果-内蒙古大学图书馆

声学学报 2021年第6期46卷 825-834页

作者：江伟华童峰张宏滔李斌厦门大学水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室厦门361005 厦门大学海洋与地球学院厦门361005 杭州应用声学研究所声纳技术重点实验室杭州310023

由于水声传播过程中同时存在声信号直达、静态或动态边界反射的现象,水声信道会呈现不同动态特性的多径,形成具有混合稀疏的结构,即多径由静态或相对缓变的平稳多径分量和快速时变的动态多径分量混合组成。对于混合稀疏信道,经典的稀疏... 详细信息

由于水声传播过程中同时存在声信号直达、静态或动态边界反射的现象,水声信道会呈现不同动态特性的多径,形成具有混合稀疏的结构,即多径由静态或相对缓变的平稳多径分量和快速时变的动态多径分量混合组成。对于混合稀疏信道,经典的稀疏信道估计算法未考虑混合稀疏性,将导致算法失配、性能下降;以时变稀疏集为模型,动态压缩感知(DCS)结合卡尔曼滤波(KF-CS)可提高对时变多径分量的估计精度,但KF对静态稀疏分量的估计无法充分挖掘其稀疏性。通过将混合稀疏水声信道建模为由静态和时变支撑集所组成的稀疏集,提出一种动态区分性压缩感知(DDCS)方法。该算法首先结合同步正交匹配追踪(SOMP)和正交匹配追踪(OMP)将混合稀疏多径进行区分,分解为静态分量和时变分量;然后,分别用KF-CS和同步正交匹配追踪算法估计时变和静态多径的幅度;最后,将静态分量和时变分量的估计结果整合以得到整个水声信道的冲激响应。通过海试实验把所提DDCS算法与经典信道估计算法、压缩感知算法和DCS算法进行了比较,验证了所提算法的有效性。结果表明,对混合稀疏水声信道进行区分性稀疏估计可改善信道估计性能,进而可通过信道估计均衡器提升水声通信质量。

关键词：稀疏水声信道压缩感知信道估计水声通信稀疏信道冲激响应区分性正交匹配追踪算法

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基于轨道角动量复用的声波通信特性及环形相控阵设计

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中南大学学报（自然科学版） 2022年第4期53卷 1281-1290页

作者：聂斌袁飞陶少华张榕鑫厦门大学电子科学与技术学院(国家示范性微电子学院) 福建厦门361005 水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室福建厦门361005 中南大学物理与电子学院湖南长沙410083

为提高水下声波轨道角动量的通信性能,建立环形相控阵发射和圆面接收的通信模型,研究声波轨道角动量复用通信时的源头串扰特性;提出一种新的驱动方式以提高发射效率,并分析接收偏角对通信质量的影响。研究结果表明:当使用由N个不同发射... 详细信息

为提高水下声波轨道角动量的通信性能,建立环形相控阵发射和圆面接收的通信模型,研究声波轨道角动量复用通信时的源头串扰特性;提出一种新的驱动方式以提高发射效率,并分析接收偏角对通信质量的影响。研究结果表明:当使用由N个不同发射源组成的环形相控阵产生l阶轨道角动量时,将同时产生c阶的轨道角动量串扰声束(其中c=l+bN,b为非零整数)。声源数N与声涡旋阶数l满足||l≤N/2,因此,在基于该环形相控阵的轨道角动量复用通信中,任意轨道角动量信道的串扰分量均在有用信道之外。使用N×M型环形相控阵(其中N为弧形声源组数,M为每组声源内的换能器数量)发射时,增大N和M均可提高发射效率,而当相控阵中换能器数量固定时,根据实际的需要合理选取N和M,有利于提高发射效率并降低阵列控制的复杂度,体现了控制设计的灵活性;随着接收偏角增大,通信性能整体下降。

关键词：声涡旋轨道角动量环形相控阵模式分解串扰接收偏角

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穿墙雷达墙体参数估计以及补偿方法综述

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无线电工程 2022年第11期52卷 2023-2034页

作者：肖骏梁步阁杨德贵朱政亮中南大学自动化学院湖南长沙410083 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

为了获取不透明、非金属掩体后的人体目标信息,近年来非接触式探测技术得到迅速发展,超宽带(Ultra Wide Band,UWB)穿墙雷达(Through-Wall-Radar,TWR)凭借其强穿透能力、高距离分辨率、低成本和强环境适应力等特点,成为当前非接触式探测... 详细信息

为了获取不透明、非金属掩体后的人体目标信息,近年来非接触式探测技术得到迅速发展,超宽带(Ultra Wide Band,UWB)穿墙雷达(Through-Wall-Radar,TWR)凭借其强穿透能力、高距离分辨率、低成本和强环境适应力等特点,成为当前非接触式探测的主流方向。而TWR信号在穿透不同介质墙体时会产生不同程度的衰减和延时,这种衰减和延迟会影响TWR获取准确的目标位置信息,导致TWR参数补偿和探测性能降低,因此TWR墙体参数估计和补偿方法一直都是该领域的研究热点与难点之一。对近年来国内外TWR墙体参数估计与补偿的研究成果进行了详细分析,对墙体参数估计和补偿方法进行了总结与对比,并在此基础上对该领域未来的发展方向进行了展望。

关键词：非接触式探测超宽带穿墙雷达墙体参数估计墙体补偿

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中华白海豚声接收通道

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物理学报 2020年第23期69卷 173-180页

作者：张闯宋忠长张宇厦门大学海洋与地球学院水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室厦门361000

中华白海豚依靠其回声定位系统进行导航与目标探测.本文利用计算机断层扫描、超声测量与数值模拟研究中华白海豚声呐系统声接收过程.计算机断层扫描结果表明,中华白海豚声接收系统位于下颌区域.声接收通道主要包含下颌骨内侧脂肪、下颌... 详细信息

中华白海豚依靠其回声定位系统进行导航与目标探测.本文利用计算机断层扫描、超声测量与数值模拟研究中华白海豚声呐系统声接收过程.计算机断层扫描结果表明,中华白海豚声接收系统位于下颌区域.声接收通道主要包含下颌骨内侧脂肪、下颌骨外侧脂肪、下颌骨与听小骨.数值模拟结果表明,中华白海豚的声接收通道具有多样性.声波可沿着下颌骨传播至下颌内部脂肪,并随后传导至听小骨处.声波还可以通过下颌骨外侧脂肪进入声接收系统.声接收通道的多样性表明中华白海豚声呐系统的复杂性,探究声接收工作原理能加深下颌脂肪与下颌骨等多相介质形成的系统对声传播的控制,可为人工声接收系统设计提供新思路.

关键词：中华白海豚声接收生物声学声学脂肪

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低信噪比条件下深度学习麦克风阵列波束形成

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兵器装备工程学报 2022年第11期43卷 273-277,296页

作者：钟双莲童峰刘雨佶章宇栋陈东升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 厦门大学海洋与地球学院福建厦门361102 厦门大学深圳研究院广东深圳518000

随着智能装备、可穿戴设备、智能家居、远程会议等语音交互领域对语音质量要求的不断提高,麦克风阵列被广泛用于前端语音增强,但低信噪比场景对传统麦阵增强方法造成了极大挑战。采用时频掩蔽深度学习麦阵算法,可利用语音和噪声频谱、... 详细信息

随着智能装备、可穿戴设备、智能家居、远程会议等语音交互领域对语音质量要求的不断提高,麦克风阵列被广泛用于前端语音增强,但低信噪比场景对传统麦阵增强方法造成了极大挑战。采用时频掩蔽深度学习麦阵算法,可利用语音和噪声频谱、通道间相位差特征估计掩蔽值实现增强,但其在低信噪比条件下性能无法保证。与声学模型联合训练的深度学习麦克风阵列算法,可以利用声学模型词错误率(word error rate,WER)等识别端反馈,以提高低信噪比条件下的识别性能,但该类方法无需重构信号,不输出增强语音信号,不适合远程会议、通话终端等需增强语音输出的应用。针对低信噪比条件,设计了一种基于空域代价函数的麦克风阵列波束形成深度学习网络,提高了低信噪比下的语音质量,并通过仿真和实验证明了该方法的有效性。

关键词：波束形成麦克风阵列长短期记忆人工神经网络

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基于声暴露级向量的海洋工程噪声信号自动提取方法

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海洋开发与管理 2022年第2期39卷 34-38页

作者：张小康钟双莲黄身钦苏颖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厦门361005

为从海量的海洋原始噪声数据中快速和准确地提取海洋工程噪声信号,完善大型海洋工程的海洋噪声评估方法,文章提出基于声暴露级向量的海洋工程噪声信号自动提取方法,并进行实验验证。研究结果表明:基于声暴露级向量的信号自动提取方法实... 详细信息

为从海量的海洋原始噪声数据中快速和准确地提取海洋工程噪声信号,完善大型海洋工程的海洋噪声评估方法,文章提出基于声暴露级向量的海洋工程噪声信号自动提取方法,并进行实验验证。研究结果表明:基于声暴露级向量的信号自动提取方法实现的核心是计算疑似信号与样本信号声暴露级向量(包括声暴露级和有效时间长度)的标准化欧氏距离,结合变步长截取分析、半波包络双阈值触发和中心位置触发等方法,提高信号提取的效率和准确率;与传统的人工提取方法相比,该自动提取方法具有稳健、准确和高效的性能,可替代人工提取方法并广泛应用。

关键词：信号自动提取声暴露级向量双阈值触发标准化欧氏距离海洋噪声

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水下图像仅可察觉差异预测模型

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厦门大学学报（自然科学版） 2021年第1期60卷 91-96页

作者：吴迪袁飞程恩厦门大学信息学院水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室福建厦门361005

针对现有的仅可察觉差异(just noticeable difference,JND)模型未能考虑水下图像特有的颜色选择性衰减的问题,提出一种基于水下图像的JND预测模型.该模型考虑光在水下特殊的吸收和散射特性,设计水下图像特征提取模块,建立基于特征提取... 详细信息

针对现有的仅可察觉差异(just noticeable difference,JND)模型未能考虑水下图像特有的颜色选择性衰减的问题,提出一种基于水下图像的JND预测模型.该模型考虑光在水下特殊的吸收和散射特性,设计水下图像特征提取模块,建立基于特征提取模块的全参考水下图像损伤感知网络,并将其命名为感知有损/无损预测器,用于预测畸变图像相对于参考图像而言是否有感知上的损失.进一步采取基于反馈的搜索策略,根据预测器的结果自适应调整图像压缩程度并搜索JND图像.实验结果表明,与现有的JND模型相比,在峰值信噪比等多个指标下,所预测的JND图像与实际真值之间的误差最小.

关键词：仅可察觉差异水下图像传输全参考

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适用于水下物联网的混合地理路由协议设计

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电子与信息学报 2022年第6期44卷 1966-1973页

作者：闫磊何天恺王易因张榕鑫李鑫滨东北大学秦皇岛分校计算机与通信工程学院秦皇岛066004 系统控制与信息处理教育部重点实验室上海200240 燕山大学电气工程学院秦皇岛066004 上海交通大学自动化系上海200240 上海工业智能管控工程技术研究中心上海200240 厦门大学水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室厦门361005

该文针对水下物联网(IoUT)数据传输问题设计了一种混合地理路由协议。海洋环境的复杂性严重地限制了IoUT水下物联网节点间的数据传输性能,因此需要一个高效的路由协议以对抗复杂的信道环境。无状态几何路由(G-STAR)是一种采用贪婪转发... 详细信息

该文针对水下物联网(IoUT)数据传输问题设计了一种混合地理路由协议。海洋环境的复杂性严重地限制了IoUT水下物联网节点间的数据传输性能,因此需要一个高效的路由协议以对抗复杂的信道环境。无状态几何路由(G-STAR)是一种采用贪婪转发模式的地理路由协议,在大多数3维物联网情景中能够找到合适的数据传输路径,然而水下环境中存在诸多不利因素制约了G-STAR的性能。对此,该文提出一个混合G-STAR(Hybrid GSTAR,H-G-STAR)协议,在保有G-STAR优势的基础上对协议在水下环境中的适应性进行了针对性设计。通过增加基于信道监听的无协作转发策略,在节点数量足够时自发地选择信道状况最佳的路径进行路由,由此避开贪婪转发在水下环境中可能遭遇的极端劣化信道。仿真结果显示H-G-STAR协议相较于基准G-STAR协议有着更好的路由性能,并且在物理层能够取得更低的误比特率(BER),在水下节点的网络拓扑中更为适用。

关键词：水下物联网水下信道地理路由无协作路由

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一种适用于非稳态浅海信道的强化学习自适应调制方案

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厦门大学学报（自然科学版） 2022年第6期61卷 1072-1081页

作者：邱逸凡张小康陈东升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 厦门大学海洋与地球学院福建厦门361102 厦门大学深圳研究院广东深圳518000

在时-空-频随机变化的浅海水声信道条件下,采用单一调制方式的水声通信系统难以权衡稳定性和通信速率,无法适应海洋信息可靠、高效传输的应用需求,因此自适应调制成为提高水声通信环境适应性的重要技术手段之一.但是,由于水声信道下传... 详细信息

在时-空-频随机变化的浅海水声信道条件下,采用单一调制方式的水声通信系统难以权衡稳定性和通信速率,无法适应海洋信息可靠、高效传输的应用需求,因此自适应调制成为提高水声通信环境适应性的重要技术手段之一.但是,由于水声信道下传输时延增长,传统基于阈值判断和反馈的自适应调制方案存在反馈信息过时的问题,导致系统性能下降.本文将强化学习中的重复更新Q学习(RUQL)算法引入浅海信道自适应调制,用信噪比和多普勒频偏表征信道的状态变化,通过与环境交互学习信道的变化,经过多次迭代学习最优策略,实现多通信制式的自优化调整.实验结果表明,相对传统的基于门限阈值判断调整调制参数的自适应调制方案,本文设计的强化学习自适应浅海水声调制方案在系统吞吐量和误码率上均有明显提升,且相较于传统的Q学习算法有更快的收敛速度.

关键词：重复更新Q学习自适应调制浅海信道非稳态

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中华白海豚和东亚窄脊江豚回声定位信号分析与比较

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声学学报 2021年第3期46卷 423-430页

作者：王月云王先艳徐晓辉宋忠长杨武夷张宇集美大学诚毅学院厦门361003 自然资源部第三海洋研究所厦门361000 厦门大学水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室厦门361000 厦门大学海洋与地球学院厦门361000

为了增进珍稀齿鲸物种的了解和保护,对中华白海豚(Sousa chinensis)和东亚窄脊江豚(Neophocaena asiaeorientalis sunmeri)的回声定位信号特性进行了分析和比较。通过船只观测与声学监听的方式对厦门海域中华白海豚和东亚窄脊江豚的回... 详细信息

为了增进珍稀齿鲸物种的了解和保护,对中华白海豚(Sousa chinensis)和东亚窄脊江豚(Neophocaena asiaeorientalis sunmeri)的回声定位信号特性进行了分析和比较。通过船只观测与声学监听的方式对厦门海域中华白海豚和东亚窄脊江豚的回声定位信号进行了调查,并对其声学参数进行了统计和对比。结果表明:中华白海豚回声定位信号具有持续时间短、高频、宽频带的特征;相较而言,东亚窄脊江豚则呈现时长较长、高频、窄频带的特点;声学参数统计上,两者在持续时间、中心频率、-10 dB带宽等指标上具有明显的差异性。

关键词：中华白海豚回声定位分析与比较

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