冰下单载波水声通信试验研究

北极地区战略地位的提高促进了极区各种应用的快速发展，冰下水声通信成为其中一个热点问题。为了研究冰下单载波水声通信性能，在黄海冰区开展冰下试验。重点分析了内嵌锁相环的多通道判决反馈均衡(Multi-channelDecision Feedback Equalization, M-DFE)技术在冰下水声通信中抗多途时延的能力，研究比较了改进比例归一化最小均方(Improved Proportional normalized Least Mean Square, IPNLMS)算法和递归最小二乘(Recursive Least Squares,RLS)算法的均衡性能。试验结果表明IPNLMS和RLS都能克服信道多途效应带来的影响。在牺牲计算复杂度的前提下，RLS具有更好的均衡效果，M-DFE在冰下环境中能够有效消除码间干扰。     

基于QPSO的水下加肋圆柱壳体噪声优化设计

提出了厚度分布沿轴向周期变化的加肋圆柱壳体有限元矩阵的快速导出算法,并结合边界元法对圆柱壳体在水下受力振动与声辐射进行预报。在此基础上,以低频段内总声辐射功率最小为优化目标,采用量子粒子群算法对厚度沿轴向周期分布的加肋圆柱壳体进行优化设计。数值仿真结果表明,该算法对水下加肋圆柱壳体的噪声优化设计分析周期有明显的改善,合理配置圆柱壳体的厚度分布可以有效的改善圆柱壳体在水下的噪声性能。     

四分之一波长间距阵抗拖船干扰研究

为改善拖曳线列阵声呐的尾向探测能力,降低拖船噪声对半波长间距阵尾向探测性能的制约,本文关注四分之一波长间距阵对连续波信号和带限噪声的响应。研究表明,四分之一波长间距阵具有非对称的端向指向性,与半波长间距阵相比有约20 d B的空间抑制能力,能有效抑制拖船辐射噪声干扰。本文还提出用零陷权组合传感器构成四分之一波长间距阵,理论上其抗拖船噪声干扰的效果比四分之一波长间距阵更好。     

全相位频谱校正技术在水声通信中的应用研究

多普勒效应是影响水下移动通信性能的主要因素,准确估计多普勒频移对提高通信系统可靠性具有重要意义。在进行离散频谱分析时,时域非整周期截断会造成频域能量的泄漏,导致频谱估计精度降低。全相位频谱分析具有良好的抑制频谱泄漏特性及相位不变性。仿真验证了全相位频谱校正技术相对于传统频谱校正技术在估计性能上的优势,并在此基础上探讨了全相位频谱校正技术在水声通信中的应用。采用全相位频谱校正技术进行多普勒频移估计,进而进行多普勒补偿以降低通信系统误码率。仿真结果表明,全相位频谱校正技术能够实现高精度多普勒频移估计,从而提高水下移动通信系统的可靠性。     

变速M元扩频水声通信系统研究

针对不同的水声信道和不同的接收信噪比有着不同的最优传输速率的思想,文章根据水声信道的特殊性,提出了一种基于M元扩频的新型水声通信系统,采用不同的码本以实现不同的通信速率。文章阐述了几种码本的产生方法和性质,通过仿真,获取了在几种通信速率在加性高斯白噪声(Additive White Gaussian Noise,AWGN)和衰落信道下的误码率曲线,并得到了在10-4误码率要求下所需的信噪比,为水声通信系统的灵活性和适用性提供了一种新的解决方案。     

浅水时变多途信道特性分析与模型实验研究

时变多途水声信道是影响水声通信性能的一个重要因素,深入了解水声信道挣性并对水声信道进行建模具有重要的研究意义。本文在分析传统时变信道模型基础上,从时域角度出发,提出采用AR(ρ)模型对已有的浅水时变多途信道模型中的小尺度衰落分量进行修正。然后基于莲花湖实测信道数据,分析了时变信道各个路径的幅度、时延、时间相干系数、系统传递函数等特性,并对修正模型进行了验证正。从仿真结果来看,修正模型与试验结果拟合的很好。本文从多个方面对水声信道特性进行了分析,有助于对水声信道的深入了解,同时为水声通信系统性能评估提供了一种仿真信道模型。     

基于矢量阵测量的局部近场全息技术研究

统计最优近场声全息技术是通过全息面上测量声压的线性叠加来反演重建面上的声学量,可以从理论上克服基于傅氏变换的近场声全息技术的局限性。针对水中圆柱体的噪声源识别问题,采用声压和质点振速测量来进行声全息计算,推导了基于振速测量的统计最优柱面近场声全息技术的重建公式。利用所编制的程序进行了仿真验证,最后设计矢量水听器进行水中全息实验,验证了该方法的可行性和准确性,实验结果表明,该技术在水中柱形声源辐射声场的噪声源识别和定位中有着明显的优势。     

一种光通信数字图像传输系统的设计与实现

本文以光通信数字图像传输为目标,基于FPGA设计了一种可见光通信数字图像传输系统。首先,在光通信系统发射端利用数字图像编码技术将图片信息转换为BMP图像编码格式,然后通过UART串口通信协议将图像数据发送至FPGA调制系统进行OOK调制,经功率放大后以光通信方式进行传输。其次,在接收端将接收到的图像数据进行非相干解调,将解调后的图像数据在接收端显示或进行后续处理。在此基础上,基于FPGA对光通信的调制、解调电路及紫光LED通信电路进行了设计,并利用System Verilog语言进行了实现。最后,对光通信图像传输系统进行了实验测试,实验结果表明该系统可以在满足通信速率与误码率的条件下,实现图片信息的有效传输。     

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。