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。     

浅海声信道文本信息传输研究

论文首先介绍浅海声信道声传输的基本特性,指出在此类信道中进行多媒体信息传输的特殊困难.随后论述了文本信息传输所具有的抗噪声、抗起伏等优良性能,较能适应于水声信道的复杂性和多变性,但属于较高速率的文本信息传输,多途干扰仍然是文本信息正确检测的根本障碍.文中分析了频率跳变技术克服时域扩散较短的浅海多途的可行性和需解决的关键技术.海上获得的初步实验结果说明了文本信息传输所具有的优越性,值得今后继续深入的研究.     

水声信道高速率数据传输的换能器研制

在复杂的水声信道中 ,实现高速率的数据传输 ,水声换能器的带宽是一个重要的技术问题。实验中 ,为了拓宽换能器的带宽 ,我们利用圆柱形压电换能器的径向振动与液腔振动相耦合原理研制自由溢流式换能器和利用纵向振动与前盖板弯曲振动相耦合原理研制纵向振动复合棒换能器。本文介绍适应于复杂的水声信道中 ,进行高速率数据传输的两种宽频带换能器的研制     

频率编码水声遥控指令的抗多途对策

浅海信道中,多途干扰是水声遥控指令可靠检测的首要障碍,本文探讨频率编码遥控指令的抗多途对策,即通过阻塞多途来削落多途干扰。     

子波在水声信道多分辨率均衡方法中的应用

本文在确定了水声信道的数学描述后,提出了在信道自适应过程中,可以应用子波对信号进行多分辨率分解,逐尺度地对信道进行均衡,这样,不但减少了运算数据量,也减少了均衡所需的权系数个数,计算机仿真结果令人满意。     

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．     

带内全双工水声通信自干扰成分及信道特性分析

在传统以半双工体制为主的水声通信系统中,常将通信信号传播信道假设为稀疏信道以便于后续处理。但通过目前的实测结果来看,在以单独设备的形式进行带内全双工水声通信实现时,由于发射换能器到近端接收端这一短程传播过程受到通信机电子舱的影响,造成了自干扰成分与信道的复杂性。为了进一步了解壳体材料对自干扰强度、传播路径复杂度的影响,以及不同接收端布置下接收到的自干扰信号成分差异,拟基于有限元法对2种壳体材料及不同近端接收端位置处的环路自干扰信号进行仿真,并通过辅助仿真验证各接收位置处接收到的自干扰信号最主要成分,对自干扰信道特征进行分析,为后续自干扰抑制及各域干扰抵消提供初步的理论支持与依据。     

海洋信道多途干扰下提高信息传输可靠度的一种编码方法

水声数据在海洋信道传输过程中．除受到海洋噪声干扰外还存在由于信道界面反射引起的多途干扰。多途干扰的性质不同于海洋噪声及其它类型噪声．在抗干扰理论中所归纳的几种抗干扰方法均不适用本文提出一种编码方法．它使多途干扰信号在某一特定时刻以相同相位同时抵达接收点．由于信号的相互迭加作用使信号幅度增大．有效地提高海洋信道中数据传输的可靠性。     

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。     

浅海声信道中脉位信息检测的抗多途研究

简述了浅海声信道中多途干扰的主要特征及其对脉位信息检测的影响,探讨克服多途干扰的几种可能途径,并提出了一种有效的抗多途方法,以实现浅海声信道中脉位信息的可靠、精确检测。     

东海PN断面黑潮区域声传播数值模拟

利用BELLHOP声学模式模拟东海PN断面黑湖区域的声传播,比较夏季和冬季的接收信号。冬季的声速小于夏季的声速,但是信号到达时间小于夏季的到达时间,分析表明冬季的声速梯度小于夏季声速梯度,声线的海面反射次和海底反射次数小于夏季,声线的路程短,声线路程对到达时间的影响超过声速的影响,于是冬季信号早于夏季到达。     

深海RAP下的水声信道特性与通信技术研究

可靠声路径（Reliable Acoustic Path,RAP）是深海声传播的重要通道之一,其受界面影响较小,传播损失较低,可以传播到较远的距离,而且在临界深度以下,环境噪声较低;其次,可靠声路径有效避开了多途扩展现象,声线以结构稳定的直达声为主。在总结可靠声路径物理机理和声传播优势的基础上,对比分析了几种不同海洋参数条件下RAP声传播特性,然后采用射线模型仿真分析了RAP声信道内的接收声线结构,之后基于仿真的RAP信道进行了单载波通信性能的分析。仿真结果发现：在RAP声信道内,直达声能量高,传播损失低,声线结构稳定且多途扩展小,对环境变化不敏感,在35km左右的中远程距离内具有很高的信噪比;相同仿真条件下,RAP区域的误码率较同距离浅深度的接收低很多,而且RAP区域接收信号信噪比高出其他区域10 dB左右。该研究结果对于实现垂直方向上深海信息的跨域传输具有重要意义。     

新型直立式透空堤消浪性能数值研究

为使防波堤同时具有良好的掩护效果和水体交换能力,提出了两种带有透浪通道的新型直立式防波堤。基于Fluent求解器建立了三维数值波浪水槽,通过与试验结果对比,验证了该数值水槽求解波浪与透空堤作用具有较高的精度。对两种防波堤在规则波作用下的透浪特性进行了研究,结果表明:透射系数K_t与透空率呈正线性相关,且可通过调整透浪通道间距,使相同透空率下K_t降低20%～30%。对同一结构,K_t随相对波长的增大而显著增大,但受相对波高的影响较小。在透空率大于0.16后,异型沉箱防波堤的消浪性能明显优于错位沉箱。基于数值计算结果,给出了以上两种透空堤波浪透射系数的经验公式。     

脉冲压缩式浅地层剖面仪（PCSBP）

我所研制成功了具有当今国际先进水平的脉冲压缩式浅地层剖面仪（ＰＣＳＢＰ），又称Ｃｈｒｉｐ浅地层剖面仪。又称Ｃｈｉｒｐ浅地层剖面仪。它能同时提高地层穿透深度和地层分辨率，其定量化测量特性特别适合于定量研究海底介质的各种特性。本文介绍该仪器的工作原理、结构、性能、特点和使用结果。     

珠江口低盐透镜现象的声传播特性分析

低盐透镜现象是珠江口陆架海域常见的一种中尺度现象,它的出现会影响水下声传播环境。利用南海北部陆架区的CTD资料分析了低盐透镜的结构特征,基于简正波和射线模型,建立二维波导环境,设置不同声源条件,对低盐透镜环境的声传播特性进行了研究。结果表明:低盐透镜会在海水上层形成声道,距离15 km处其传播损失较没有低盐透镜的情况小约15 dB。虽然低盐透镜声道厚度通常较小,但是较大的盐度梯度可以保证声道对声能的有效传播。当频率高于截止频率的声源置于低盐透镜内,声道效应有助于声音的远距离传播。     

毫米级高精度海水声速测量技术研究

介绍一种毫米级高精度海水声速测量技术的原理、关键技术和实验结果。     

声学悬浮泥沙观测系统的研制和应用

为观测水中悬浮泥沙的浓度剖面、监测水中污染物及研究近岸海区泥沙的迁移和沉积,研制了声学悬浮泥沙观测系统(ASSM).总结了设计时主要技术参数的确定及解决关键技术的方法。应用此系统观测长江口悬浮泥沙,得到典型悬浮泥沙浓度剖面。