一种基于正交频分复用的高速水声通信技术的研究

OFDM(正交频分复用)是一种适合于在多径衰落和受限带宽信道中进行高速传输的技术。论文把OFDM技术应用于高速水声通信中,设计了一套基于OFDM的高速水声通信系统,阐述了OFDM水声通信系统中同步和信道估计的方法。海上试验证明了系统的有效性。     

时变水声信道中基于BEM的迭代信道估计技术

水声信道的多径时延扩展和时变特性对信道估计和均衡技术的研究带来了很大的挑战,同时也决定了水声信道是一种时频双扩展信道,提出一种水声OFDM通信系统中基于软信息的迭代信道估计技术,利用基于复指数基扩展模型(CE-BEM)进行信道估计。OFDM系统本身可以消除由于多径引起的符号间干扰(ISI)。基于导频的BEM信道估计,可以实现对时变信道的估计,结合基于软信息迭代的迭代均衡模块,将每次迭代生成的符号软判决信息作为辅助导频用于信道估计。同时,为了防止由于信道时变引起的信道子载波间干扰(ICI)对导频符号的影响,采用基于保护间隔的导频插入法插入导频。仿真结果显示基于BEM的软信息迭代信道估计性能较非迭代信道估计时明显提升。     

多特征联合水声通信信号调制识别方法

为解决水声信道下通信信号识别困难的问题,对水声 CW、LFM、2FSK、4FSK、BPSK、QPSK、DSSS-BPSK 和 OFDM 信号的调制识别技术进行了研究,旨在提出一种适用于这 8 种信号的调制识别方法。通过对信号的时频特征、二次方谱特征及自相关特征进行分析,并利用基于迁移学习的 ResNet 网络和线性支持向量机进行分类,最终得到了一种多特征联合水声通信信号调制识别方法。仿真表明:在千岛湖多径信道下,信噪比大于 9 dB 时,所研究 8 种信号的识别率均在 99%以上 ;最后,通过海试进一步验证了该方法的可行性,海试数据识别率均在 93%以上。仿真及海试验证的结果表明,所提的方法是适用于水声信道的     

水声时变信道下OFDM系统运动多普勒补偿

通信节点之间相对移动产生的多普勒频率变化将会造成正交频分复用(Orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)系统子载波干扰,影响 OFDM 通信系统性能。针对由收发端相对运动引起的子信道干扰,提出了 PEMD-WFFT(Pilot Empirical Mode Decomposition -Wavelet FFT)自适应均衡算法,该算法使用相干检测方法分离信号中心频率处的频偏分量,并使用 EMD 技术分解相干检测处理后的信号频率分量, 进而估计出多普勒引起的信号频偏,随后用 WFFT 多普勒抑制算法补偿残余多普勒。采用差分相干检测技术联合自适应随机梯度算法获得信号重构过程中的抽头系数,该方法具有良好的导频性能和信道追踪能力。与 WFFT 算法相比较,可以补偿更大的移速带来的多普勒频偏。最后进行了算法仿真,并做了水池实验初步检验了算法的可行性。     

水声通信半物理仿真平台设计与应用

信道自身的复杂性和现场级试验的高投入、高风险限制了水声通信技术的发展。针对高效率水声通信技术研究的需求,提出1种水声通信半物理仿真平台水声通信半物理仿真平台(A Hardware-in-Loop Simulation Platform for Underwater Acoustic Communication)。水声通信半物理仿真平台以可配置水声Modem为核心,包括现场测试采集系统、算法仿真评估系统、算法实现装载系统、水声波形存储播放系统。基于建立的水声通信半物理仿真平台,进行水声直接序列扩频通信系统的半物理仿真研究,结果表明水声通信半物理仿真平台可有效提高水声通信技术的研究效率。     

一种针对小多普勒扩展水声信道的OFDM接收算法

在水声正交频分复用(OFDM)通信系统中,水声信道中的多径时延扩展会带来频域选择性衰落,多普勒效应会带来子载波间干扰(ICI)。传统接收算法需要开展复杂的二维(时延/多普勒)信道估计, 再进行复杂的信道均衡和符号检测。针对有限多普勒扩展的信道条件下多普勒矩阵元素变化缓慢、ICI 干扰范围有限的特点,借鉴多项式拟合思想,提出了一种创新的接收算法。该算法将多普勒矩阵元素近似为多项式函数,迭代进行多项式拟合和数据符号频域均衡。和传统方法相比,该算法无需进行信道多普勒估计,仅需信道的一维(时延)估计即可实现较好的性能。利用 Bellhop 产生的水声信道仿真结果验证了该算法的可行性。     

基于小波变换和零树法的水声信道彩色图像压缩编解码研究

基于小波变换和“改变了的”零树法编解码原理 ,结合水声信道的特点 ,构建了一个以 DSP为核心的图像处理系统。在不同压缩比的情况下 ,完成了对一幅 6 4× 6 4点阵的静态彩色图像数据的压缩和解压缩。当压缩比与传统的 JPEG算法的压缩比相近的情况下 ,解压缩后图像的总体观感效果有明显的改善 ,从而对在水声信道中传输彩色图像作出了积极的尝试     

水声信道中一种抗多途跳频通信的研究

水声通道系统是当代海洋开发和海洋环境立体监测中的重要技术组成部分，广泛应用于海洋监测、海洋资源勘探和开发等方面。然而，水声信道的随机起伏、时－空－频变的多途特征使水声通信技术成为当代最为复杂的通信技术之一。本文介绍近年来在高速水声通信方面的一些研究进展，讨论了一种利用高速数字信号处理器（DSP）实现水声信道跳频通信的方案，并探讨了该方案在调制信号设计及信号处理实现上所采用的关键技术。     

时变多径水声信道的仿真研究

本文针对浅海水声信道的时变特性，基于射线理论引入海洋参数——强度起伏参数Φ、不均匀度参数A，建立有效的时变多径信道模型，并采用Matlab工具进行仿真．仿真结果表明，该模型相比于确定性模型更容易理解、更真实．文中给出的模型和结论能够为实际通信系统中发射接收机深度等的选择和设计提供一定的参考和依据，有助于对水声信道的了解．     

水下光学无线通信的海水信道特性研究

提出了将具有比声学高达几倍的数据通信速率,良好的安全性和隐蔽性的光学无线通信技术应用于海军、海洋科学研究和水下工程等领域,实现高速率的水下无线通信技术实现海量数据的信息交换.基于生物光学特性的水下光学信道模型,建立了水下光学通信系统性能分析方法.并对基于发光二极管(LED)的水下光学无线通信系统进行了仿真,其结果表明所建立的方法可以进行各种海域水质环境的模拟,便于时水下光学无线通信系统性能进行预测评估,为水下光学无线通信系统的设计方案的评估提供了依据.     

基于网格编码调制(TCM)技术的水声通信系统及DSP实现

阐述了网格编码调制(TCM)的原理及其在水声通信中的应用。采用TI公司的高性能DSP芯片TMS320C542实现了一个可以进行字符传输的水下无线通信系统。试验结果表明，网格编码调制技术能够使水下无线通信系统的性能得到明显改善。     

实时处理三维视觉信息的DSP实现方案

在三维视觉系统中 ,采用数字信号处理器 ( DSP)对三维视觉信息进行实时处理 ,可以提高处理三维视觉信息的运算速度。在实时采集处理系统的实现方案中 ,信号采集子系统与 DSP之间的数据通信方式 ,实时采集处理系统与 PC机之间的数据传输方式 ,也是影响三维视觉系统信息处理速度的两个重要因素。该系统采用双端口 RAM和中断方式进行数据传输 ,实现了信号采集子系统与 DSP、实时采集处理系统与 PC机的并行处理 ,以提高整个三维视觉系统信息的处理速度     

Underwater Acoustic Image Transmission System Based on DSP

The underwater acoustic image transmission system based on the high-speed DSP device TMS320C549 has been studied.We use Goertzel algorithm for source decoding and MFSK for modulation.Turbo code is used for channel coding and decoding.The purpose is to implement underwater video image data transmission.     

不等保护能力纠错编码在水声信息传输中应用的研究

通过分析水声信道的特性和水声信息源的特点 ,结合信道编码理论与技术的最新进展 ,提出了一种全新的、能适合于水声信息传输的、高性能的不等保护能力纠错编解码方法。     

水下数据传输Turbo码译码系统的实现

为了在恶劣的水声信道中确保数据的可靠传输,采用性能优异的Turbo码,以6711DSP为核心处理单元构建译码系统。系统采用戈泽尔算法进行跳频的软解调,迭代的软输出维特比译码算法(SOVA)进行译码。系统经过实验室水池的试验,证实能保证译码的实时性及其在恶劣信道中数据传输的正确性,具有相当优异的性能。     

使用MATLAB绘制常用海洋要素图件

利用MATLAB软件强大的图形制作功能,结合海洋水文资料的特点,介绍了海洋水文资料的检查、处理、分析及应用中常用图形的快捷绘制方法。     

海上油膜厚度测量数据采集与处理系统的研究

为了实现海上油膜厚度实时动态测量,针对所研制的基于差分激光三角法的油膜厚度测量系统,设计了基于DSP的数据采集处理系统.该系统包括相机接口电路、CPLD控制和预处理电路、DSP主处理电路、以及CPLD和DSP之间的缓存电路,并开发了软件驱动和数据处理算法.利用所设计的数据采集处理系统和光学测量装置,对不同厚度的块规和石...     

Acoustic telemetry system for underwater control

Underwater acoustic communication in the multipath environment encountered in shallow water is restricted mostly by signal fading. It degrades the signal detection and time synchronization required for reliable acoustic communication. An approach to time synchronization and to the frequency diversity method is presented. A communication algorithm for obtaining a reliable acoustic underwater link, and offering an easy-to-implement decoding scheme is introduced, and system realization is described