滤波多音调制水声通信方法研究

针对正交频分复用调制(OFDM)在时变水声信道的影响下系统性能恶化的问题,将无线通信中一种新的多载波通信方法--滤波多音调制(FMT)引入到水声通信中,利用其子载波频谱的强约束性克服水声信道的时变环境引起的载波频偏,从而抑制系统的子载波间干扰(ICI);同时,在接收端采用基于信道估计的分数阶判决反馈均衡技术来有效补偿由...     

载波频率不一致且频谱严重交叠干扰下的盲自适应多用户检测试验研究

运动水声多用户通信时,干扰用户的载波频率很可能和期望用户的载波频率不再一致。针对运动水声多用户通信载波频率不一致时的多址干扰（MAI）问题,提出了适用于载波频率不一致下的盲自适应多用户检测（BAMUD）算法。利用虚拟用户技术,将期望用户的多途干扰（码间干扰）虚拟成MAI,即将水声多用户通信系统中的信道均衡环节和MAI抑制环节整合成一个环节,简化通信系统结构;利用卡尔曼滤波（KF）BAMUD（KF-BAMUD）算法的MAI抑制特性,即利用了KF在最小均方误差准则下的最优估计特性,抑制载波频率不一致下的虚拟MAI,有效估计出期望用户的传输数据,实现多用户通信。在渤海和渤海结冰期进行了载波频率不一致下的多用户通信试验,良好试验效果验证了所提算法的有效性。     

循环后缀在水声时反正交频分复用系统中的应用研究

受声速梯度分布、收发节点相对位置等因素影响,水声信道中存在能量最强的多途信号不是最先到达接收端的情况,此情况下对于正交频分复用（OFDM）通信若单一添加循环前缀作保护间隔,在以接收功率最强信号作定时同步时基时,当前符号内信息会受到下一符号信息的污染,进行快速傅里叶变换（FFT）的数据除了本符号数据外还包括了下一符号的循环前缀数据,从而破坏了子载波间正交性,也引入了符号间干扰,导致通信性能下降。为此提出在原有的OFDM数据结构中添加循环后缀,以保证FFT操作的数据为当前符号内信息,即使定时不精确产生k个采样点的偏差,也只是相位偏转2πnk/N,差分编解码技术即可完成相位补偿和校正,保护了子载波间的正交性;同时提出将循环后缀与时间反转镜技术相结合应用于水声OFDM通信系统中,抑制时反信道主峰两侧旁瓣引起的等效多途影响,使得时间反转镜技术适用于OFDM系统,提高系统性能。理论分析和仿真研究验证了循环后缀应用于水声OFDM通信系统的可行性和有效性。     

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。     

宽带水声发射系统换能器分段匹配方法研究

换能器与功率放大器之间的匹配网络设计是宽带大功率水声发射系统的关键技术之一。把水声换能器、功率放大器及其联系两者的匹配网络视为一整体,从系统的观点出发,提出了一种分频段匹配宽带水声换能器的处理方法。通过对水声换能器的导纳特性和发射电压响应的分析,合理地选择匹配网络参数。该方法能充分发挥换能器在不同频段中的特性,实现水声发射系统的宽频带工作。水池实验验证了该方案的有效性:在2~16 kHz带宽范围内,发射电压响应级起伏ΔTVR和发射声源级起伏ΔSL均得到改善,尤其在感兴趣的4~15 kHz的宽带范围内,功率因数得到显著改善,功放管耗明显降低,发射电压响应级起伏ΔTVR从21 dB降到14 dB,发射电压声源级起伏ΔSL从24 dB降到7 dB,但对功放的安全保护电路提出了更高的要求。     

基于分数阶Fourier变换的远程水声通信技术研究

针对水声通信中所采用的窄带信号传输距离近和抗干扰能力不足的问题,提出一种采用线性调频( LFM)作为载波信号,采用分数阶Fourier变换作为解码方式的水声通信方案.该方案采用在时域进行LFM信号的码元分割,在分数阶变换域借用脉冲位置调制(PPM)进行解码的方法进行通信,并通过Rake接收机进行路径分集接收抑制水声信道...     

一种水声扩频通信系统模型的仿真与分析

针对影响水声通信系统高速和高可靠性能的主要障碍问题,提出了一种改进的RAKE接收技术方案。通过研究水声信道衰落特性和水声相干多途信道模型,建立水声扩频通信系统模型,详细分析编码技术对系统性能的影响,并给出Rake接收机在不同合并方式下的仿真分析及数据。仿真结果表明,该方案能较好地解决水声数据传输中的多径干扰,是有效、可行的。     

子载波跳频OFDM抗干扰系统仿真

给出子载波跳频OFDM的系统结构和框图,分析其在部分频带干扰和多音干扰下的抗干扰性能,并且提出一种分组跳频的子载波跳频设计方案。仿真结果表明:子载波跳频OFDM技术的抗干扰性能     

水声信道中跳频通信系统设计与仿真

针对水声信道复杂多变和强多途等特点,建立了包括时变衰落、多途干扰和加性高斯白噪声干扰的水声信道模型,提出了一种基于非相干多频移键控(MFSK)调制的跳频通信系统方案(FH/MFSK), 描述了其仿真实现过程,给出了其在瑞利衰落和莱斯衰落水声信道下系统性能的仿真结果,并对其进行了详细分析,为水声信道中FH/MFSK系统设计的参数选取和性能优化提供参考.结果表明,FH/MFSK水下通信系统可以有效克服多途干扰,对多普勒有一定的免疫性,可以实现可靠的水下通信.     

OFDM--第四代核心通信技术

介绍正交频分复用技术(OFDM)的基本原理——单个用户的信息流被串／并变换为多个低速率码流，每个码流经正交调制后用一条载波发送的特殊的多载波传送方案。详述OFDM信号的调制解调过程、多载频并传传输体制和OFDM抗多径干扰技术。     

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。     

瞬态检测理论在抗限带干扰中的应用

本文介绍基于瞬态检测理论的实验性基带数字通信终端系数。在信道带宽3000Hz，传信率2400bps，输入峰值信噪比不小一－10dB条件下，实现了检测误码率小于10^-4。实验结果表明，瞬态检测方法具有极强的抗限带干扰和码间互扰的能力，其检测效果优于一般的统计检测方法。因此，可以实现高速数字通信，或者提高系统的抑制干扰能力。     

浅海水声信道模型差异对纠错码性能分析的影响

由于水声信道复杂多变,很难进行信道建模,迄今为止并没有一个标准的统计信道模型。针对不同的研究对象,往往需要采用不同的水声信道模型,而评估信道建模差异对研究结论的影响则具有重要意义。从信道纠错码角度,在分析时不变信道模型、时变信道模型和准静止衰落信道模型的基础上,结合高效信道纠错码(以LDPC码为例),讨论了水声信道模型差异对研究纠错码性能可能带来的影响,为实际设计水声通信系统提供参考。仿真结果表明,尽管不同信道建模方式对系统解码的具体信噪比数值要求不大相同,但编译码参数优化设计的方案基本一致,海试数据则进一步验证了上述结论。     

基于空心光锥技术的非视线红外激光大气散射通信技术

为减少激光探测接收背景噪声的影响,针对非视距(non-line-of-sight,NLOS)激光远程通信问题,提出一种扇形和空心光锥压缩接收激光的前向散射信号的新方法。根据非视线散射通信原理,介绍其计算方法,并通过非视线激光大气散射通信数据测试和外场试验,实现便携式、低功率的1.1 km激光大气散射通信距离。验证结果表明：在非视线激光大气散射通信接收机中使用空心光锥能有效地提高通信能力,为战场上部队在受敌方电磁干扰或电磁静默时提供通信保障。     

车载通信系统同车多电台互扰测试方法研究

针对同车多电台引起的无线电通信干扰问题,提出了一种车载通信系统同车多电台(以下简称为同车多机)互扰测试方法.以通信车上安装的各类型通信电台等设备为研究对象,应用该方法构建频谱分布及灵敏度测试平台进行同车多机互扰测试.测试结果表明,该方法能够对车上安装的多部通信电台相互干扰产生的结果进行定量的评价.     

直接序列扩频通信系统中干扰样式的自动识别

对通信系统所处的干扰环境进行分析，可以使通信双方针对不同的干扰选择正确的抗干扰措施。从接收信号中联合提取干扰的时域、频域和时频域特征，提出了一组鲁棒性强的特征参数，在不需要干扰先验知识的情况下对直接序列扩频通信中常用的干扰样式进行自动识别。仿真结果表明，本方法对各种干扰信号在不同干信比和信噪比情况下能获得较高的正确识别率。     

Study on M-ary Spread Spectrum Underwater Acoustic Communication

Aim at the low data rate of direct sequence spread spectrum underwater acoustic communication,a higher data rate spread spectrum system based on orthogonal sequences was designed.Lake tests were conducted and the results showed the data rate of 189 bps with BER less than 10^-4 and SNR about 0 dB in the range of 25 km.In order to improve the data rate of MNSS,a time overlapping method is introduced.The simulation results,based on the real channel model,show its robustness and relative data rate improvement with slight performance decrease if the number of sequences N is small.Meanwhile,a novel method for combining multipath messages using FFT/IFFT is also proposed to improve the performance of matched filters in underwater multipath environments.Simulation results show its effectiveness.