基于VBLAST的水声MIMO高速通信技术研究

为实现高速水下通信,提出了一种基于VBLAST（贝尔实验室垂直分层空时）编码的水声MIMO（多输入多输出）通信技术。该技术通过在发射端和接收端同时采用多个阵元进行多发多收,借助空间复用,可有效解决水下通信系统带宽资源缺乏的难题,使系统在不增加带宽的条件下成倍提高数据传输速率。在水声MIMO通信系统的接收端,提出采用带有二阶数字锁相环、基于自适应空时判决反馈均衡的相干解调技术。该技术可有效克服水声MIMO信道中的多径干扰及同频干扰,且能自适应跟踪信道变化。仿真及湖试结果证明了所提水声MIMO高速通信技术的良好性能。     

基于声矢量场处理的海洋内波预警监测技术

目前的海洋内波检测技术在实际应用中误差大,受海洋环境影响显著,且无法自主识别.针对这一问题,文中提出了一种基于矢量场处理的海洋内波预警的监测方法.该方法基于声压和质点振速联合信息处理,利用超低频矢量水听器拾取的声场三维信息,可在复杂的海洋背景噪声场中根据方位估计算法对非协作目标进行时-空-频三维跟踪与锁定.内波的到来引...     

声矢量阵远程定向技术(一)--新的协方差矩阵生成方法

MUSIC等子空间类DOA(direction of arrival)估计算法,以其较高的分辨能力和相对较小的计算量而颇受关注．但如果将其简单引用到声矢量阵中,将矢量传感器(AVS)的振速信息仅仅作为独立的阵元来处理,则并没有充分利用AVS 中声压和振速的相干性,以及由此带来的抗各向同性噪声能力．基于AVS中声压和振速的相干性原理,提出了一种新的声矢量阵协方差矩阵牛成方法．该方法完全利用了AVS的平均声强抗噪原理,具有较强的抗各向同性噪声能力,可将子空间类DOA估计方法与声矢量阵技术更为有效地结合起来,实现远程高分辩DOA估计．理论分析和基于湖试数据的仿真实验证明了新方法的有效性．     

基于变分模态分解和深度置信神经网络模型的滑坡位移预测

三峡库区共有滑坡1 000余处,频繁发生的滑坡灾害极大威胁着人民生命财产安全,因此开展合理有效的滑坡位移预测对减少财产损失和拯救人民的生命具有重要的研究意义。以三峡库区白家包滑坡为例,针对当前滑坡位移预测中常用分解方法的局限,在位移时间序列的分解中引入可以控制分解模态数目的变分模态分解方法,选取不同模态参数进行对比,以提高分解模型的精度和有效性;并基于滑坡触发因子建立深度置信网络模型对位移子序列进行预测,重构所有子序列预测结果得到总的位移预测值。总位移预测均值绝对误差3.657 mm,平均绝对百分比误差为0.010%,总体预测精度高,该方法误差小,具有良好的应用指导意义。     

一种新的声矢量阵最小范数算法

现有的声矢量阵方位估计算法基本都是将声矢量传感器(AVS)的振速信息作为与声压相同的独立阵元信息来处理,没有充分利用AVS中声压和振速的相干性,以及由此带来的抗各向同性噪声能力.基于AVS中声压和振速的相干性原理,提出了一种新的声矢量阵最小范数算法.新算法充分利用了AVS中声压和振速联合信息处理的优势,能更好地将最小范数(MN)算法的高分辨能力与AVS的抗噪能力有机地结合起来,实现远程高分辨DOA估计.理论分析和基于湖试数据的仿真实验证明了所提算法的有效性.     

一种高效的垂直分层空时码解码算法

针对V-BLAST的检测问题,文中基于MMSE准则,提出了一种新的高效解码算法.相对原始V-BLAST检测算法,文中所提算法不仅计算复杂度明显降低,而且检测性能也有较大改善.仿真实验给出了文中算法与其它解码算法的性能对比,证明了文中算法的良好性能.     

一种复杂噪声环境下的机电系统故障在线监测声学处理方法

针对复杂背景噪声环境下的机电系统故障检测问题,文中提出了一种基于宽带声学处理的噪声抑制和故障监测方法。该方法以声学信号拾取和处理为出发点,通过对机电设备正常运行状态下声学信号进行采集、数据跟踪和复杂背景噪声抑制,建立系统正常运行状态声纹库,并进一步通过基于宽带声学处理的声纹信号匹配和模式识别技术来实现故障信号的检测与分类,进而实现对机电系统运行状态的在线监测和隐形故障的自主预警。该处理方法将基于数据跟踪的自相关噪声抑制技术与基于宽带声学处理的故障信号检测以及分类判型技术有机结合,可对机电系统早期隐性故障进行监测,有效解决了复杂噪声环境下的机电系统故障检测问题。仿真实验也证明了该处理方法的有效性和良好的实用性。     

异构集群独立任务调度问题的自适应免疫算法

异构集群独立任务调度问题是一个典型的NP难题.面向这一难题,现有的启发式调度算法,如RC、DGA等都没能兼顾实时性与负载均衡能力.人工免疫是一个新的人工智能技术,在解决组合优化难题方面,表现出了较好的性能.文章建立了一个异构集群任务调度模型,基于免疫响应的克隆选择原理和亲和力成熟机制,提出了异构集群独立任务调度问题的自适应免疫算法(AIBA).在AIBA中,通过注入抗体和动态计算负载均衡阈值的方法,将LPT算法的实时性与人工免疫系统的组合优化能力有机地结合了起来.最后,通过模拟实验对算法进行了测试和比较.实验结果显示,与DGA相比,该算法具有自适应调整能力,能动态地兼顾实时性与负载均衡度指标,有很强的实用性.     

基于声能流矢量补偿的水下目标高精度DOA估计

针对各向异性噪声对水下目标方位估计精度产生严重干扰的问题,文中提出了一种基于声能流矢量补偿的水下目标高精度DOA估计方法。该方法基于声压和质点振速联合信息处理技术,在有效降低各向同性噪声影响的同时得到各向异性噪声源分布模型,并根据各向异性噪声场声能流模型对各向异性噪声进行矢量补偿,进一步实现了对各向异性噪声的抑制,达到高精度估计的目的。通过数值仿真对该方法的性能进行了验证。仿真结果表明,在20 dB以下,文中方法精度均高于常规复声强器DOA估计,精度最高提高了21%。