基于鱼群优化算法的无线传感器网络部署

摘 要：无线传感器网络的部署优化能够提高网络覆盖率和服务质量。针对由固定节点和少量移动节点构成的无线传感器网络,提出了一种基于鱼群算法的网络部署优化方案。以网络覆盖率为目标函数,将移动节点的位置迁移过程抽象为人工鱼的追尾和觅食行为。并在人工鱼状态更新过程中,加入了虚拟力影响因子来引导人工鱼的游动方向。模拟实验结果证明,融合虚拟力的鱼群算法全局寻优能力强,可有效提高网络覆盖率,优化网络性能。     

船舶辐射噪声源模型的试验验证

任何船舶在运动过程中其机械设备的运转,以及船体本身的运动,都不可避免地会产生噪声,这种噪声在水中向周围传播,就在水下形成了随时间和空间分布的船舶辐射噪声场。由于船舶体积庞大、设备众多,在近场是一个十分复杂的体积声源,其声场具有时、空变化特性和指向性,在测量船舶水下辐射噪声时,为保证获得足够的信噪比,通常只能在近距离进行测量。因此开展船舶体积声源的建模研究,是十分重要和必要的。为了验证浅海波导条件下的船舶辐射噪声源模型,在某浅海海域,测量了一艘渔政船的辐射噪声。实测数据的处理结果验证了船舶辐射噪声源模型的有效性,即利用建立的船舶辐射噪声源模型可有效地描述体积声源的声场分布。本文的研究成果对于分析船舶目标的固有特性具有指导意义。     

随机起伏冰面三维声散射的Kirchhoff近似数值计算模型

针对随机起伏冰面的声散射问题,建立了随机起伏冰面三维声散射的Kirchhoff近似数值计算模型。利用Delaunay三角剖分方法对随机起伏冰面进行三角面元剖分,然后采用Z-buffer算法进行面元的遮挡消隐,得到处于声波照射亮区的面元,最后采用Gordon面元积分的板块元方法计算得到随机起伏冰面的散射强度。数值计算模型中,将冰面认为是局部阻抗表面,直接代入起伏冰面局部反射系数进行散射声场的计算,避免了解析计算模型中对反射系数的近似处理。对比分析了数值和解析计算模型在小粗糙起伏冰面、大粗糙起伏冰面及不同声波入射角和不同声波频率时的散射强度。相比解析模型计算结果,数值模型计算结果与实测结果更吻合。     

近场反卷积聚焦波束形成声图测量

为了提高声图测量中对多个声源的分辨能力和定位精度,给出了一种近场二维反卷积聚焦波束形成声图测量方法。推导了水下声图测量的广义卷积模型,根据声图测量中点传播函数移变但可预测的特点,通过预存点传播函数字典的方式,将波束形成过程中的卷积问题转化成叠加积分问题,并应用二维Richardson-Lucy迭代算法实现了二维移变模型情况下的近场二维反卷积求解,从而实现高分辨声图测量。通过仿真和海试对比了反卷积、常规声图测量和MVDR声图测量的性能,结果表明反卷积算法在500次迭代情况下聚焦峰尺度小于另外两种算法的1/2,旁瓣级下降超过6 dB.     

声学多普勒测速技术综述

速度信息是实现水下精确自主导航的重要参量之一。本文以海洋声学多普勒测速技术为对象，介绍了其研究现状、关键技术和发展趋势。首先将声学测速技术分为声学相关测速技术和声学多普勒测速技术；在此基础上，总结了声学多普勒测速信号处理方法、技术演化历程和国内外设备发展现状；讨论了声学多普勒测速的波形设计、误差标校、性能评价、系统检测等关键技术；最后对声学多普勒测速技术未来发展进行了展望，梳理了声学环境感知、一体化融合等趋势，为相关研究提供有益的参考和借鉴。     

基于3G网络广播直播传输技术研究

3G网络以其良好的移动性和高速数据率传输特性得到了广泛的应用,通过3G网络平台可以实现便捷的广播直播。针对现有的3G网络广播直播中出现的不能够在实时性、高清和稳定性几个主要方面兼顾的问题,提出了使用FEC技术、热备份和PID控制等关键技术相结合的3G实时音频传输方法。经过实际测试验证发现,该方法可以大大提高3G网络广播直播系统的稳健性。这项技术最终在实际电台上得到了运用,并取得了很好的效果。     

一种低截获水声遥控信号的设计方法及性能分析

提出了一种基于时频扩展技术的低截获水声遥控信号设计方法,分别采用多载波技术和直序扩频技术实现水声遥控信号的扩时调制和频谱扩展。分析了信号的时宽带宽对低截获性能的影响,采用Wigner-Ville分布对时频扩展前后信号的能量分布进行了对比研究,利用可检测距离的概念定量分析了信号时频扩展前后的低截获性能。理论分析和仿真结果表明,该时频扩展信号具有低的瞬时功率及谱密度,处理增益大,可检测距离小,能够高可靠地实现信息的隐蔽传输。     

确定信号情况下矢量水听器检测及估计性能研究

在某些场合,例如水下定位、编码通信,信号具有确知脉冲信号特性,声源相对于接收器的方位,可以采用矢量水听器处理来获得。对于确知脉冲信号,本文证明了在各向同性噪声场下,参考声压和振速的相关处理器的方向是声源方位的最大似然方位估计,以及方位估计的克拉美-罗界CRB(Cramer-Rao Bound)。给出了计算机的仿真结果。     

GPRS业务中IP QoS模型及其改进

描述了用OPNET实现的简化的GPRS模型。在仿真中给出了两种不同QoS参数的用户,仿真结果可以证明,GPRS可以实现数据上下文激活、数据传输过程,并能根据不同的数据上下文激活保证提供不同的QoS。接着,给出了在原来的信令过程基础上的改进,通过对时延敏感的用户的数据提供资源预留,保证了该类数据在骨干网不会发生拥塞,仿真结果证明该方法是行之有效的。     

基于高阶统计量的小波包去噪在瞬态信号检测中的应用研究

本文提出了一种基于高阶统计量的小波去噪的瞬态信号检测方法,这种检测方法结合了小波包多分辨率分析和高阶量的抗高斯干扰特性,因而优于传统的能量检测方法。仿真研究和实验数据处理结果表明,在较低信噪比时,能量检测失效,本检测方法使得检测工作得以继续。