光纤水下动态信号传输系统技术研究

针对光纤在水下实际工程环境中动态损耗较大,会影响水下光纤动态传输系统可靠性的特点,使用了模场直径较小即弯曲损耗较小的1.3μm传输窗口,在光纤动态损耗估计的基础上,设计了基于光循环器的单波长1 310 nm双向传输系统和蝶形大功率光发射机,并验证了单波长双向传输系统性能,在长光缆信道衰减模拟装置衰减不小于数十分贝时,系统误码率小于10-9,试验结果表明,系统性能优良,水下远程单波长光缆双向动态传输的工程应用是可行的。     

机载雷达与数据链融合设计

现代空战的主要模式由近距格斗向中远距拦射变化，由以平台为中心向以网络为中心发展，对空空导弹数据链提出了更高要求。本文对机载数据链传输系统进行了初步分析计算，综合考虑机载航电设备的发展状况和发展趋势，提出了利用机载雷达的高增益实现数据链双向传输，以及数据链与雷达的融合设计方案。     

引信非线性宇称时间对称无线装定系统信息双向传输方法

非线性宇称时间对称无线电能传输原理应用于引信无线装定领域,可提高装定系统灵活性和适应范围,但需解决收发端间信息双向传输问题。基于互感耦合理论建立装定系统微分方程,求解出收发端回路电压和电流瞬态响应特性与各传输参数间的理论关系。提出一种非归零调幅的能量与信息同步传输方法,能量不间断传输的同时可有效缩短回路起振、停振过程;信息反向传输采用接收端瞬间失谐诱导发送端谐振频率跳跃实现,失谐时间短,对能量传输负面影响小。基于该理论制作的原理样机,正向信息传输速率20 kbit/s,反向传输速率12.8 kbit/s,实验结果验证了所建模型的正确性和信息双向传输方法的可行性。     

嵌入式系统在探测型水下电视系统中的应用

当今社会,水下电视已经在多个行业得到应用。本文中设计了一种新型水下电视系统,通过数字光端机和光纤将视频信号远程实时传输到水面操控台,经图像采集卡采集图像传送至操控计算机。采用PC104嵌入式硬件构成的水下电视系统中央控制器,软件设计基于Vxworks实时操作系统,负责控制水下电视、照明系统、推进电机的电源开关,控制四个推进装置进行水下机动,采集漏水信号和电机运行状态信息,并通过串口将状态信息反馈回水面操控计算机。该系统已在某大型水坝的水下监控系统和某刑事案件水下证据取证中得到成功应用,效果良好。     

基于改进卷积神经网络的工频水下磁目标探测

针对工频水下磁目标信号特征提取难、目标数据样本少、识别精度低等问题，提出一种基于深度卷积生成对抗网络(DCGAN)与优化卷积神经网络(CNN)相结合的水下工频磁目标识别方法。该方法通过滑动时间窗将信号由一维时序空间映射到二维灰度值图像，将实测水下磁异常信号利用DCGAN进行数据增强，之后构建卷积神经网络并引入DY-ReLU动态激活函数对CNN网络结构进行优化，以达到对目标信号的分类识别的目的。实验结果表明，经由数据增强的网络模型识别率提高了10%;相较于其他常用的静态激活函数，优化的CNN识别率分别提高了4.5%、4%、3%和2.5%,识别精度达到92.5%。验证了该方法的有效性，为水下磁异常检测提供一种新思路。     

浅海多途环境下的水声跳频通信方法

浅海海域强多途传输引起的码间串扰严重影响了水声通信的性能，本文采用跳频方法来抗多途和码间串扰。除了采用以往的单一滤波接收处理方法，本文还采用了一种新的接收处理方法，即前置跳频滤波接收处理方法，与其他方法不同的是在信号接收系统的混频之前增加了可控的前置跳频滤波器，可以增强抗多途和码间串扰能力，并对此方法分别采用PN码和递增序列2种跳频序列进行仿真研究。仿真结果表明，采用递增序列的前置跳频滤波接收方法使误码率大大降低。当信噪比大于10dB，串扰信号与直达信号能量比小于0．6时，误码率可达10^-4。     

基于马尔科夫链的水下移动网络可靠性研究

水下移动通信网络随着水下通信和传感器技术的发展,其应用越来越广泛,其可靠性研究是信息传输效率和质量的重要保证。本文比较了传统通信可靠性研究方法,提出了一种计算水下移动节点网络可靠性的方法——基于马尔可夫模型的水下移动通信可靠性计算方法。该方法把网络状态进行简化归类,利用马尔可夫理论建模,计算求出网络稳定状态的概率,通过与通信网络某一指标的可靠性概率矩阵相乘,求出量化的可靠性。经过验证,该方法大大降低了建模的复杂程度,可以求出移动节点网络的可靠性,简化了运算。     

水下拖曳系统中拖曳缆设计问题探讨

在水下拖曳系统中,拖曳缆实现了水下拖体与拖曳平台之间的连接,承担着电力传输、信号传输以及承载拖曳力等功能。从实现拖曳缆这三方面功能的角度出发,简要地介绍了拖曳缆设计时的一般思路和方法以及应注意的问题。     

双谱幂次水下检测空中高速运动声源方法

提出一种水下检测空中高速运动声源的方法。采用波数积分方法对空气中运动声源激发的水下声场进行建模,仿真分析了水下接收信号的时域波形。并利用信号的时频域临近连续性和高阶谱抑制高斯噪声的特点,以信号的双谱替换DFT得到双谱幂次检测器,利用该检测器在高斯背景下检测空中声源水下噪声。仿真和实测数据处理结果表明,所提出的方法切实可行。     

模糊petri网理论定量分析空间信息系统传输能力

运用FPN（Fuzzy Petri Nets）原理,结合层次分析法,采取定性与定量分析相结合的方法进行评价,最终利用仿真实例对信息传输能力进行评估,着重分析误码率对传输能力的影响,对实际构建和运用信息传输网络具有一定的借鉴意义。     

基于分频带传输的单载波水声通信技术研究

针对正交频分复用技术的峰均功率比较高且对多普勒频偏敏感等问题,提出基于分频带传输的单载波水声通信技术,为水下高速通信领域提供了一种可行性方案。该方案将相对较宽的通信频带划分为若干子带,在每个子带间插入保护频带,以消除载波间干扰。开展了水声通信试验,发射换能器频带被划分为两个子频带,每个子带带宽为2.25 kHz,子频带保护间隔为0.75 kHz,载波频率分别为3 kHz和6 kHz. 采用被动时间反转镜联合判决反馈均衡器的接收机结构抑制码间干扰,当映射方式为8相移键控时,3 km、5 km和7 km距离上的试验数据均实现了通信速率为9 kbit/s的 低误码率数据传输,验证了该系统的稳健性。     

具有舰艇“声纹”标志的水中目标敌我识别方法

为了在海战中提高水中兵器敌我识别(IFF)的能力,提出了一种具有舰艇"声纹"标志的水中目标IFF方法。该方法将约定的秘密信息进行纠错编码后,采用混沌序列跳频(FH)图案的快FH技术,以实现第1级信息隐匿;以舰艇噪声的主要频带选取FH的工作频带,FH信号不但将舰艇噪声作为其掩护信息,而且其频谱在较短的时间内为线谱,以实现第2级信息隐匿,形成"声纹"标志。在作战所需的时空范围内,依据该"声纹"标志识别我方目标。仿真分析表明:在多径及强舰艇噪声为干扰的背景下,当SIR=-10dB,SNR-4dB时,该方法对FH信号的误比特率小于10-6,3km距离的水库试验结果为均能正确IFF.该IFF方法不但简单灵活、识别速度快、准确性高,而且还具有隐蔽性好、抗截获能力强的特点。     

基于双向判决反馈均衡器的水声通信海试试验研究

将被动时间反转镜（PTRM）技术与双向判决反馈均衡器（DFE）相结合,设计并实现了高可靠性的单载波水声通信解码方案。接收端采用PTRM压缩信道多途结构,聚焦信号能量;利用双向DFE将传统DFE和反向DFE输出结果合并,进一步降低错误判决的概率,提高系统稳健性。在时不变浅海水声信道环境中,开展的水声通信试验数据处理结果表明：与传统DFE相比,双向DFE能够获得一定的处理增益,5 km、7 km和10 km通信距离上的均衡后输出信噪比分别提高了2.74 dB、 2.36 dB和1.54 dB,有效改善了解码性能。     

伪码调相引信的干扰与抗干扰

从抗噪声和抗同周期不同码型伪码调制的干扰信号两个方面讨论了伪码调相引信的抗干扰性能。接着讨论了对伪码调相引信的干扰方法。最后分析了干扰信号在存在误码、码元宽度误差以及载频误差情况下的干扰效果。     

MIMO-OFDM 技术在无人机数据链中的仿真运用

针对日益增长的无人机信息传输速率和可靠性要求,对MIMO-OFDM技术在无人机数据链中的仿真运用进行研究。在分析MIMO和OFDM技术特点的基础上,提出使用MIMO-OFDM技术的无人机数据链模型,利用Matlab对采用OFDM技术的MIMO和SISO无人机数据链误码率性能进行仿真,并指出下一步研究内容。仿真结果表明:采用MIMO-OFDM技术可有效降低误码率,克服码间干扰,比传统SISO和单载波更加适合无人机通信。     

基于多普勒信息的盲波束形成方法在声呐信号处理中的应用研究

本文针对水声环境和水声信号的特点，提出了一种可用于任意阵形的自适应神经网络盲波束形成方法。该方法在未知基阵响应向量的情况下，利用水声信号多普勒频率信息，估计波束形成的权矢量，采用神经网络的方法实现盲波束形成，从而避免了矩阵的求逆运算，不但减小了运算量而且易于用硬件实现。此外该算法具有收敛速度快、鲁棒性强、估计精度高等优点。通过拖曳阵和体积阵的仿真实验，验证了所提出方法的有效性和正确性。     

基于椭圆球面波信号的多支路连续相位调制解调方法

针对现有甚低频通信模式通信速率较低、频带利用率不高的问题,探索研究一种基于椭圆球面波信号的多支路连续相位调制解调方法。具有时频域高能量聚集性的椭圆球面波信号引入连续相位调制,利用椭圆球面波信号完备正交特性,将不同阶椭圆球面波信号同时作为连续相位调制的基带调频脉冲信号,产生多支路连续相位调制信号;在信号接收端,利用传统差分相干检测对信息符号序列映射信息进行解调,通过对多个比特周期内信号求互相关值和的方法,实现椭圆球面波波形映射信息的检测与解调。仿真实验结果表明：该多支路连续相位调制解调方法与目前甚低频通信采用的最小频移键控调制模式相比,在调制信号99.9%功率带宽条件下,可有效提高频带利用率约9.43%;但在调制信号99.0%功率带宽条件下,频带利用率会降低约1.24%.     

水声混沌跳频通信技术研究

准确地遥控水下探测器的工作状态要求水声通信具有非常高的可靠性与保密性,因此水声通信的数据传输变得尤为重要。研究了低信噪比下的水声跳频通信技术,分析了混沌跳频图案的实现和水声跳频信号的低信噪比检测问题,介绍了编解码中的同步技术,并提出一种纠错码—扩展Hamming码在水声跳频通信中编码检错及纠错译码的实现方法。同时对该方法的性能进行了外场水库实验,验证了它在低信噪比水声通信中的可行性。     

弹载某型同步器仿真研究

受弹载设备体积、重量、能源和传输带宽及电磁环境等具体条件的限制,同时要求相应的指令接收设备应具有抗干扰性强、实时性好、误码率低及依战场需求灵活变换工作体制和模式的特点,结合数字双向数据传输技术,开发并实现了一个基于FPGA的数字通信基带信号的位同步、帧同步模块,并针对数字系统中可能出现的毛刺、相位抖动进行了模拟,结果表明此方法是可行的,对实际有一定的指导意义。