检索结果-内蒙古大学图书馆

数字海洋与水下攻防 2022年第6期5卷 502-509页

作者：林静怡孙宗鑫刘宇飞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

正交时频空调制是近年来提出的一种用于高速移动无线通信场景的调制技术，通过将时变多径信道转换到时延–多普勒域，使得所有符号都经历几乎相同且变化缓慢的稀疏信道。与正交频分复用系统相比，正交时频空技术具有较低的峰均功率比，... 详细信息

正交时频空调制是近年来提出的一种用于高速移动无线通信场景的调制技术，通过将时变多径信道转换到时延–多普勒域，使得所有符号都经历几乎相同且变化缓慢的稀疏信道。与正交频分复用系统相比，正交时频空技术具有较低的峰均功率比，且能够有效抵抗多普勒效应，在高时延、高多普勒的信道条件下具备性能优势。简要介绍了正交时频空技术的基本原理，以及目前无线电及水声通信领域正交时频空技术研究与应用现状，梳理了正交时频空技术在工程应用中亟待解决的关键问题，如波形设计、信道估计和均衡以及接收机结构设计等。最后对正交时频空技术在水声通信系统中面临的挑战和应用前景进行了分析和展望。

关键词：水声通信正交时频空时延–多普勒

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非均匀波导中的声聚焦

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物理学报 2020年第7期69卷 90-101页

作者：郭威杨德森哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 海洋信息获取与安全工业和信息化部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

理论研究了声波在非均匀波导中的空间聚焦问题,利用多模态导纳法构建波导内任意位置处声压与入射声压在模态域的映射关系,计算使声波聚焦于空间某位置时的最佳入射波,并画出了相应的聚焦声场.研究了三种非均匀情况:水平变截面波导、含... 详细信息

理论研究了声波在非均匀波导中的空间聚焦问题,利用多模态导纳法构建波导内任意位置处声压与入射声压在模态域的映射关系,计算使声波聚焦于空间某位置时的最佳入射波,并画出了相应的聚焦声场.研究了三种非均匀情况:水平变截面波导、含散射体波导以及声速垂直变化波导.结果表明,当输入最佳入射波时,在非均匀波导中可以产生良好的单点或多点声聚焦效果,声波的聚焦过程充分地利用了波导结构及介质非均匀性对声波的散射作用.

关键词：声聚焦非均匀波导多模态导纳法

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基于创新科研引领的水声工程学科教学模式改革研究

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中国现代教育装备 2024年第19期 122-124页

作者：张姜怡李思纯初妍李理张昊阳哈尔滨工程大学水声工程学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学海洋信息获取与安全工业和信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150001

分析了目前水声工程学科教学中存在的问题和挑战,提出了基于创新科研引领的教学模式改革方案。该方案主张将科研成果和实践案例融入教学内容之中,以激发学生的学习兴趣和创新思维。引入项目式教学和跨学科合作,促进学生综合能力和团队... 详细信息

分析了目前水声工程学科教学中存在的问题和挑战,提出了基于创新科研引领的教学模式改革方案。该方案主张将科研成果和实践案例融入教学内容之中,以激发学生的学习兴趣和创新思维。引入项目式教学和跨学科合作,促进学生综合能力和团队协作能力的提升。通过案例分析和实验研究,验证了基于创新科研引领的教学模式改革的有效性。研究结果表明,该模式能够有效提高学生的学习积极性和创新能力,为水声工程学科的人才培养和发展提供有益的借鉴和参考。

关键词：水声工程学科项目式教学翻转课堂教学模式改革

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基于稀疏分解的水下运动目标多普勒频移估计方法

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哈尔滨工程大学学报 2020年第10期41卷 1429-1435页

作者：生雪莉穆梦飞殷敬伟杨超然刘婷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业和信息化部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨工程大学水声工程学院

针对在水声强干扰环境下目标回波多普勒频移估计困难的问题,本文利用信号的稀疏性,使用了一种基于稀疏分解的运动目标多普勒频移估计方法,该方法根据回波信号的内在特性建立过完备原子库,将信号在原子库上进行分解,再使用正交匹配追踪... 详细信息

针对在水声强干扰环境下目标回波多普勒频移估计困难的问题,本文利用信号的稀疏性,使用了一种基于稀疏分解的运动目标多普勒频移估计方法,该方法根据回波信号的内在特性建立过完备原子库,将信号在原子库上进行分解,再使用正交匹配追踪算法重构信号,得到回波频率参数的估计,与发射信号频率参数作比较,进而得到回波多普勒频移的估计。通过数值仿真,证明该方法具有较高的估计精度和较强的抗噪声性能。能够较好适用于低信噪比下的回波多普勒频移估计。

关键词：稀疏分解正交匹配追踪水下运动目标多普勒频移估计

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近场反卷积聚焦波束形成声图测量

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声学学报 2020年第1期45卷 15-28页

作者：梅继丹石文佩马超孙大军哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 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150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

为了提高声图测量中对多个声源的分辨能力和定位精度,给出了一种近场二维反卷积聚焦波束形成声图测量方法。推导了水下声图测量的广义卷积模型,根据声图测量中点传播函数移变但可预测的特点,通过预存点传播函数字典的方式,将波束形成过... 详细信息

为了提高声图测量中对多个声源的分辨能力和定位精度,给出了一种近场二维反卷积聚焦波束形成声图测量方法。推导了水下声图测量的广义卷积模型,根据声图测量中点传播函数移变但可预测的特点,通过预存点传播函数字典的方式,将波束形成过程中的卷积问题转化成叠加积分问题,并应用二维Richardson-Lucy迭代算法实现了二维移变模型情况下的近场二维反卷积求解,从而实现高分辨声图测量。通过仿真和海试对比了反卷积、常规声图测量和MVDR声图测量的性能,结果表明反卷积算法在500次迭代情况下聚焦峰尺度小于另外两种算法的1/2,旁瓣级下降超过6 dB.

关键词：声图测量广义卷积反卷积声源定位聚焦波束形成

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稳健的高精度单矢量传感器测向方法

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声学学报 2020年第4期45卷 466-474页

作者：柳艾飞杨德森时胜国李思纯李赢哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 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150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

针对单矢量传感器各通道之间的相位误差引起已有方法测向不准的问题,提出一种对相位误差稳健的高精度测向方法.该测向方法首先利用单矢量传感器接收信号协方差矩阵的主特征向量与其共轭向量做Hadamard积来构造空间谱,实现对水下目标的... 详细信息

针对单矢量传感器各通道之间的相位误差引起已有方法测向不准的问题,提出一种对相位误差稳健的高精度测向方法.该测向方法首先利用单矢量传感器接收信号协方差矩阵的主特征向量与其共轭向量做Hadamard积来构造空间谱,实现对水下目标的方位估计;由于Hadamard积消除了相位误差,此估计值与相位误差无关,但存在方位估计模糊。然后利用相位误差的估计值进行解模糊操作,从而得到正确的方位估计。该测向方法的测向性能独立于相位误差,估计精度高。仿真和试验数据处理结果验证了该测向方法对相位误差稳健;在相位误差条件下,其方位估计精度高于平均声强法、CAPON测向方法以及MUSIC测向方法。而且仿真结果表明,该测向方法的测向精度接近克拉美洛下界(CRB)。

关键词：方位估计相位误差矢量传感器测向性能空间谱 Hadamard积协方差矩阵测向精度

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随机共振法估计二水听器时延差

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声学学报 2020年第5期45卷 646-654页

作者：夏峙李琪唐锐哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 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150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

针对二元阵航船目标方位估计问题,提出了一种基于随机共振滤波的航船辐射噪声双水听器时延差估计方法。设计了一种随机共振滤波器,提取航船螺旋桨旋转噪声在水听器接收信号中出现的本地时间,并通过滤波结果的互相关来估计目标辐射噪声... 详细信息

针对二元阵航船目标方位估计问题,提出了一种基于随机共振滤波的航船辐射噪声双水听器时延差估计方法。设计了一种随机共振滤波器,提取航船螺旋桨旋转噪声在水听器接收信号中出现的本地时间,并通过滤波结果的互相关来估计目标辐射噪声分别到达两个水听器的时延差。在5 dB的输入信噪比下进行200次仿真,提出方法时延估计的归一化均方误差要低于互谱方法一个数量级。对于海试中的非合作航船,提出的方法可以在1 km距离下准确估计出目标辐射噪声到达双水听器的时延差,从而为在二元阵上实现对航船目标的准确测向提供基础。

关键词：归一化均方误差时延差输入信噪比时延估计随机共振水听器二元阵辐射噪声

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基于改进蚁群算法的高精度水声定位航路规划

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声学技术 2024年第3期43卷 323-334页

作者：刘翰富曲龙秦莎莎商志刚喻敏哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室黑龙江哈尔滨150001 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 中国船舶集团有限公司第七〇三研究所黑龙江哈尔滨150001 杭州应用声学研究所浙江杭州310012 武汉理工大学船海与能源动力工程学院湖北武汉430070

精确的水声定位是进行海洋资源勘探、海底管道敷设、海洋地形测绘等海洋开发活动的前提。其中一类典型的定位目标是可发射周期声信号的固定信标。文章利用单个自主式水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)对该类目标进行定位,... 详细信息

精确的水声定位是进行海洋资源勘探、海底管道敷设、海洋地形测绘等海洋开发活动的前提。其中一类典型的定位目标是可发射周期声信号的固定信标。文章利用单个自主式水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)对该类目标进行定位,其中一个关键问题是AUV的航路规划。传统的航路规划方法通常研究避障和路径长度最优化,未考虑定位问题的特殊性,而最终的定位精度是与航路息息相关的。因此,传统的航路规划方法容易导致所规划航路的定位精度较差。针对这一问题,文章在传统蚁群算法的基础上,首先引入Bresenham画圆算法规划圆形航路,保持定位目标处于AUV舷侧声呐视野范围内,避免信号缺失;同时在信息素设计中加入了定位精度因子,使得所规划的航路能充分考虑到定位精度。仿真实验表明,文中所提出的方法可以在传统航路规划避障能力、路径长度优化能力的基础上兼顾定位任务,提高针对声信标类目标的定位精度及定位鲁棒性。

关键词：航路规划蚁群算法水声定位水下无人航行器

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单机动平台时差定位航路规划方法

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数字海洋与水下攻防 2023年第6期6卷 656-663页

作者：郭惠功曲龙庞佳蕙商志刚周锋哈尔滨工程大学水声技术全国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中国船舶集团有限公司第七〇三研究所

单机动平台基于时差定位（TDOA）对水下目标定位时，观测平台的航行轨迹对定位精度有很大影响。针对如何规划航路并提升定位精度的问题，提出了一种基于改进动态窗口法（DWA）的单平台航路规划方法。在传统DWA算法的评价函数中引入了以... 详细信息

单机动平台基于时差定位（TDOA）对水下目标定位时，观测平台的航行轨迹对定位精度有很大影响。针对如何规划航路并提升定位精度的问题，提出了一种基于改进动态窗口法（DWA）的单平台航路规划方法。在传统DWA算法的评价函数中引入了以水平精度因子（HDOP）最小化为准则设计的定位精度评价子函数。同时考虑到航向角和定位精度评价子函数的权重与观测平台到目标的距离有关，优化了航向角和定位精度评价子函数的权重系数，使其可以动态调整。仿真结果表明：改进DWA算法规划的航路能够在避开障碍物的同时提高定位精度。

关键词：航路规划动态窗口法水声定位时差定位水平精度因子

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稀疏贝叶斯学习水声信道估计与脉冲噪声抑制方法

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声学学报 2021年第6期46卷 813-824页

作者：殷敬伟高新博韩笑张晓王大宇张锦灿哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001 吉林大学计算机科学与技术学院长春130012 中国电子科技集团公司第五十四研究所石家庄050081

水声信道具有显著的稀疏特性,利用稀疏贝叶斯学习(SBL)算法能够实现稀疏水声信道的有效估计。针对SBL计算复杂度较高的问题,将广义近似消息传递-稀疏贝叶斯学习(GAMP-SBL)引入水声信道估计。该方法在SBL的框架下结合GAMP以消息传递的方... 详细信息

水声信道具有显著的稀疏特性,利用稀疏贝叶斯学习(SBL)算法能够实现稀疏水声信道的有效估计。针对SBL计算复杂度较高的问题,将广义近似消息传递-稀疏贝叶斯学习(GAMP-SBL)引入水声信道估计。该方法在SBL的框架下结合GAMP以消息传递的方式计算信道冲激响应,能够有效降低SBL的计算复杂度。针对假设背景噪声服从高斯分布的信道估计方法在脉冲噪声环境下性能下降问题,提出了基于GAMP-SBL的脉冲噪声抑制水声信道估计方法:首先利用脉冲噪声时域稀疏特性,采用GAMP-SBL估计脉冲噪声并进行抑制,然后再次利用GAMP-SBL实现水声信道估计.基于第九次北极科考冰下脉冲噪声的两次仿真结果表明,所提出的方法在归一化均方误差上相对于未进行脉冲噪声抑制的GAMP-SBL最大分别降低了18.71%,6.61%,在信道解码前误码率上最大分别降低了1.66%,4.05%,并且相对于Clipping方法更加稳健。在信噪比为20 dB时,误码率可低于10^(-2)。

关键词：稀疏贝叶斯学习水声信道估计脉冲噪声抑制归一化均方误差稀疏水声信道稀疏特性信道解码高斯分布

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