水声通信系统性能评估方法研究

水声通信系统性能主要受水声信道和通信体制影响,通常采取海洋水声试验的手段进行性能测试,但这需要进行多次不同信道条件下的试验才能得出正确的评估结论,难度较大且成本较高。因此,建立准确的水声通信系统性能评估模型和评估方法,对于通信系统设计及性能预测显得尤为重要。从水声信道模型开始分析,结合水声通信特点,讨论了典型水声通信接收机结构,提出了一种通用水声通信系统性能评估模型和方法,并针对采用QPSK调制的通信系统性能进行了评估,结果与海试数据较为接近。     

水声系统的数据融合问题探讨

水声信息的综合对提高水声系统的性能具有重要意义。本文从目标检测、被动定位、识别等方面较全面概述了数据融合在水声系统中的潜在应用,分析了实现各项应用的主要手段和影响效果的主要因素,提出了水声系统数据融合需要进一步克服的技术难点。     

浅议水声系统体系结构发展

随着水声技术和信息技术的发展，特别是信息技术飞速发展引起的在世界范围内军事变革，各国越来越重视和加强水声系统的研究．本文围绕“实现信息资源共享，努力增加信息来源”的思想，重点对水声系统体系结构进行了较深入讨论，提出和分析了一种新型的水声系统体系结构。文章还对水声系统的智能化问题进行了积极、有建设性的探讨，主张通过建立目标特征数据库和统一时空基准的声呐数据记录仪的手段促进目标识别的研究，通过建立远程故障诊断系统实现智能化的故障诊断。     

基于GAHP的水声对抗策略评估方法研究

以灰色系统理论为基础,结合层次分析法,建立了基于AHP和灰色评估法的混合评估模型。论述了该模型应用的基本步骤,并对不同对抗策略下的水声对抗效果评估进行了研究,给出了评估不同对抗策略对抗效果优劣的具体过程。实例表明,该评估方法科学合理,可以减少主观因素的影响,实现不同对抗策略下对抗效果的量化分析,为水声对抗策略的优选提供了一种新方法。     

LFM脉冲信号的联合互相关实时检测算法

针对线性调频(Linear Frequency Modulated,LFM)脉冲信号在水声跟踪系统中的实时检测问题,提出了一种基于互相关的联合检测算法。该算法将接收到的声信号分别与修正后副本及上周期实际声信号样本进行相关,并按照一定加权系数将两次互相关数据进行融合处理,实现LFM脉冲信号的有效检测。经过仿真分析及湖上试验,证明该算法具有较高的检测精度,是水声信号处理的一种实用方法,可有效提高水声跟踪系统的检测性能。     

水声通信中的多载波CDMA

多载波码分多址技术是第三代数字通信系统研究中重要课题之一，其主要特点是采用多载波并行传输，成为通信系统提高传输速率的一种有效方法。水声通信在远距离传输时通信速率通常比较低，本文将水声扩频通信与无线电通信中这一成熟技术加以结合，以提高水声通信的传输速率，给出了UW—MC—CDMA系统并进行了分析。     

基于Agent的水声对抗仿真系统建模与仿真分析

分析了水声对抗仿真系统的组成和特点,基于Agent方法进行了水声对抗仿真建模,建立了Agent实体的功能层、信息层和认知层的模型结构,给出了基于Agent的系统结构和个体Agent的建模过程,从一个新的视点上研究了水声对抗分布仿真系统,最后总结了这种仿真体系的特点和长处。     

应用改进AHP对潜艇水声对抗的效能评估

潜艇的水声对抗效能对于潜艇的生存力具有极大的影响。针对现代海战条件下潜艇水声对抗效能问题,分析了影响潜艇水声对抗效能的因素,给出评价其效能的指标体系。为了克服传统AHP在评估过程中存在的标度缺陷以及专家评分主观性强等问题,采用改进AHP与Delphi结合的方法对潜艇水声对抗效能进行了评估,并与传统AHP进行了对比分析,证明了改进AHP适用于水声对抗效能评估,提高了评估结果的科学性和合理性。     

基于gOMP算法的FBMC水声通信信道估计方法

传统基于训练序列及块状导频结构的滤波器组多载波（Filter Bank Multicarrier,FBMC）信道估计方法花费额外的频谱资源,这在频谱资源较为紧张的水声通信环境中具有一定的局限性。针对这一问题并结合水声信道稀疏性的特点,文章提出了一种基于压缩感知的离散导频结构FBMC信道估计方法。首先基于等效导频能量最大化的思想,设计了一种新的离散导频结构来解决FBMC系统信道估计时存在的固有虚部干扰问题;然后配合该结构,提取出导频处的接收信息并利用重构效果优良的压缩感知gOMP算法对水声信道进行重构。该方法在保证水声信道估计精度的同时有效提高了FBMC系统的频谱利用率,改善了水声通信的性能。仿真结果表明,文中所提方法相较于传统方法在估计精度和频谱利用率方面具有一定的优越性。     

水声通信多通道最大似然联合均衡译码方法

水平阵是水声通信中常见的阵列接收形式,但垂直阵也有重要的应用场合。文章提出了一种适用于垂直阵的水声通信多通道最大似然联合均衡译码方法,相比现有仅在信道均衡中叠加各通道信号的多通道判决反馈均衡方法(Multichannel Decision Feedback Equalizer, M-DFE),该方法利用最大似然准则,在一体化联合均衡译码过程中融合空间多通道接收信息,将空间增益直接用于抵抗水声信道多途衰落和译码纠错,有效提升了水声通信的性能。仿真结果表明,在误码率同样达到 10^-3的条件下,该方法所需信噪比相比 M-DFE方法可下降 2 dB。海上实验结果显示,在多种信道条件下,该方法实现正确译码的通信速率是 M-DFE方法的 1.25倍以上。     

声呐系统控制与信息处理平台设计

随着舰艇水声系统的建立,需要处理的信息量越来越多。本文介绍一种新型声呐系统控制与信息处理平台,它不但将系统控制、显示与信息处理合为一体,而且由于它强大的阵列并行处理能力和灵活的数据交换模式,真正实现了将各声呐设备作为一个“传感器”进行综合分析处理和数据融合,从而得到更加可靠和准确的目标信息。     

基于压缩感知的OFDM水声通信信道二次估计算法

该文主要研究OFDM水声通信信道二次估计技术,针对传统信道二次估计算法跟踪估计缓慢时变水声信道存在误码遗传的缺点,提出了一种基于压缩感知的信道二次估计算法。该算法结合水声信道的稀疏特性,利用经过编码校验后的大多数可靠信息,二次匹配追踪信道频域响应,作为系统均衡器的反馈输入信息和次时段信道初始信息,有效地抑制了系统的误码遗传。通过Matlab仿真实验和水池试验,验证了基于压缩感知的信道二次估计算法的可靠性和高效性。     

基于EK-NN的水声目标识别算法研究

针对水声目标信号复杂、样本获取难度大且富含不确定信息的问题,研究了一种新的证据K类近邻识别算法(Evidence K Nearest Neighbor,EK-NN)。首先在水声目标的各类训练样本中,根据特征距离大小选取待识别目标的K近邻,并构造其基本置信指派函数。然后使用证据理论中的Dempster-Shafer(D-S)规则对各类别下的近邻证据进行组合,最后再应用冲突置信的比例分配规则5(Redistribute Conflicting mass proportionally rule5,PCR5)将所有类别的组合证据进行融合,并根据融合结果和所设立的分类规则来判断目标的类别属性。根据水声目标实测数据,将新算法与其他几种常见的水声目标识别算法进行了对比分析,结果表明新算法能有效提高识别的准确率。     

高阶谱双通道的水声信号检测方法研究

实际海洋环境中,水下声纳系统往往因环境条件的失配而性能下降。从高阶统计量分析的角度来研究失配条件下的水声信号检测问题。采用二阶、三阶统计联合分析的方法,把双谱能量检测器与常规能量检测器联合构成一种双谱双通道检测器。它同时利用了水声信号中的二阶和三阶统计信息,增加了所利用的信息量,且能在更大程度上适应复杂水声环境变化的要求,改善和提高了水声信号的检测性能。计算机仿真证明了上述算法的有效性。该方法为失配条件下的水下微弱信号检测提供了一条可能的途径。     

一种用于水声测量的宽带声脉冲产生方法

提出了一种用于水声测量的宽带声脉冲信号的产生方法,克服了系统瞬态响应的影响,通过试验验证了该方法具有简单、方便和实用的特点,可用于水声材料的声性能、近场声反演等水声测量。     

未确知性信息的证据理论合成及其应用

针对在装备管理中所采用的专家评估法存在着未确知性现象，提出了一种基于D-S证据合成理论来融合未确知性信息的方法。从而，将每名专家的意见综合为专家组的一致意见，使评估结果更合理。最后，通过实例说明该方法的有效性。     

非高斯水声瞬态信号双通道Power-Law检测

根据水声瞬态信号的特点,在分析能量检测和高阶谱检测的特性基础上,研究了基于能量检测和基于高阶谱的Power-Law检测方法,将上述两种检测器联合构成一种双通道Power-Law检测器,更好地利用了水声瞬态信号中的统计信息。通过计算机仿真试验,证明了该检测器的有效性,它能在更大程度上适应复杂水声环境变化的要求,改善和提高水声瞬态信号的检测性能。     

基于多源信息融合及模糊故障树的小子样可靠性评估

针对传统故障树布尔逻辑难以描述事件之间的关系,且在实际应用中可靠性数据获取不足的问题,提出一种基于多源信息融合方法和T-S模糊故障树的小子样多态系统可靠性评估方法。以T-S模糊故障树为基础,将相关函数多源信息融合法应用于底事件可靠度的确定。同时,为避免不可用数据的影响,提出t检验对样本数据和验前信息进行相容性检验,解决了小子样系统中底事件可靠度难以确定的问题,提高了预测精度。基于铸造起重机主起升机构可靠性评估对提出的方法进行验证,结果表明所提出的方法能够很好地应用于铸造起重机起升机构的可靠性评估,可为提高起升机构可靠性提供支持和参考。     

基于序列匹配的螺旋桨轴频自动提取方法

针对船舶、潜艇等水声目标螺旋桨轴频自动提取困难的问题,提出一种基于平均能量累积和脉冲序列匹配的水声目标螺旋桨轴频特征提取算法,算法首先将噪声不同频段的调制信息利用多频段融合改进方法对DEMON谱进行线增强,然后利用平均能量累积方法对与螺旋桨轴频及其谐波相关的线谱进行提取,由于提取的线谱所对应轴频或谐波次数不明确,最后算法通过序列匹配方法计算线谱对应的谐波次数,从而实现螺旋桨轴频的自动提取,通过实验验证,算法取得了较好效果。     

水声探测系统仿真工作平台设计

本文研究了水声探测系统仿真软件的设计原则和方法，提出了适用于该项仿真研究的设计思想，给出了仿真系统的软件结构和设计方法，并建成了水声设备探测系统仿真工作平台。