两种水声信道模型中信噪比估计算法

文章研究了水声信道模型和深海垂直信道的信噪比估计的理论和算法,提出了浅海多径信道模型下的信噪比估计算法.利用接收信号对两种水声信道模型下常用数字调制信号和水声跳频信号的信噪比进行估计,用湖测信道对算法进行了仿真.仿真结果表明在实际信噪比为-10～10 dB时,两种信噪比估计算法的结果均良好,估计的均值和实际信噪比的误差均小于1 dB,算法适应性强,性能稳定.浅海多径信道中算法的估计性能不受多径数目的影响,其估计结果略差于深海垂直信道中的估计结果.     

稀疏水声OFDM系统迭代LS自适应信道估计

为了消除水声OFDM系统中噪声对稀疏多径信道估计的影响,提出了基于阈值探测的迭代最小二乘自适应信道估计方法.该方法根据最小方差准则引入加权因子对误差平方进行加权求和,由此导出一个迭代方程进行自适应信道估计.该迭代方程具有计算复杂度低的优点,不会带来大的矩阵运算.在该方法基础上,提出基于阈值探测的稀疏信道估计方法,探测最...     

低信噪比下的浅海水声稀疏信道估计

研究了浅海水声稀疏信道的估计方法,并在此基础上提出了一种应用于低信噪比且相邻路径最小时延差小于经典匹配跟踪算法可以分辨情况下的信道估计算法。所提出的信道估计算法基于最小二乘准则,利用浅海水声信道的稀疏特性,同时结合匹配跟踪算法,将信道脉冲响应函数的l1范数作为代价函数,并将其转化为凸优化问题进行求解。仿真实验验证了提出方法的有效性。     

水声稀疏信道估计与大范围白适应平滑预测研究

研究了对水声稀疏信道的估计与预测．基于水声稀疏信道模型提出了信道重要权系数检测迭代估计算法来对信道的时域冲激响应进行估计,该算法无需预先知道信道多径数,同时可有效利用预估的信道多径数下限减少计算量;基于线性自回归模型提出了大范围自适应平滑预测算法来对水声信道进行预测,无需估计复杂的水声信道二阶统计特性,通过降低信道采样速率和局部平滑以进一步降低预测误差．文中算法比最小二乘（LeastSquares,LS）算法和匹配追踪（MatchingPursuit,MP）算法性能更为优越;当通信距离较短时,信道预测误差在10^2内．本文算法能够对水声稀疏信道进行有效估计和预测,可为水声通信中的自适应技术提供依据．     

基于OFDM信号的自适应水声信道估计算法

建立适用于OFDM水声通信信号的信道估计模型, 对MP算法进行改进, 引入路径门限调整机制克服虚假路径造成的不良影响, 通过重要路径权系数的迭代修正降低非正交性引入的估计误差, 以较小计算量取得了与OMP算法相当的估计精度; 针对传统信道估计算法对信道长度信息的依赖问题, 提出了一种信道长度自适应信道估计算法, 该算法能够对信道估计质量进行实时评价, 并根据评价结果实现信道估计算法预估信道长度的自适应调整, 满足未知水声信道精确估计及通信应用的需要; 基于OFDM导频元素个数与信道估计效果的关系研究, 提出了OFDM导频序列自调整的通信方案, 以较小的带宽损失保证了可靠的水声通信. 通过仿真和实地试验, 验证了该文研究内容的有效性.     

基于Kraken简正波模型的浅海声场分析

水声信道的传输特性是影响水声通信系统性能的重要因素。本采用了一种全液态Ｋｒａｋｅｎ简正波模型,对位于浅海信道的目标海区的传播特性进行分析,得到了不同传播条件下信道的传播损失和频率特性图,为水声通信系统的设计提供了理论基础。     

基于CV-RMMP重构算法的水声稀疏信道估计

多径匹配追踪算法在水声信道稀疏估计中具有较好的估计精度,但该算法需要信道稀疏度的先验信息,且计算复杂度大.本工作提出一种基于交叉验证与正则化相结合的多径匹配追踪算法,将其用于水声信道估计.交叉验证提供算法的停止准则,不需要信道的稀疏度和噪声水平的先验信息,并检查算法是否过拟合,提高了估计的准确性.正则化用来进一步筛选候...     

DCT插值算法在OFDM水声信道估计中的应用

海洋声信道是一种复杂的时-空-频变参信道,信道估计的准确程度直接影响着整个系统的性能。本文首先分析了水下声信道估计的基本方法,介绍了基于DFT的信道估计算法,并重点介绍了离散余弦变换（DCT）的插值算法,最后在仿真得到的水声信道模型下对两种算法性能进行了仿真。基于DCT的信道估计算法在水声信道时延为非整数倍采样间隔时可有效抑制信号的频谱泄露问题,从而改善系统的性能,更加适合于时变的水声信道。仿真结果表明该算法在改善系统性能方面优于基于DFT的信道估计算法。     

水声数字通信的误码率估计

给出了水声数字通信的最重要的指标－误码率的估计方法，将数字通信的一般原理与水声信道的特殊条件相结合，给出了水声学中的检测指数和通信问题中的信噪比之间的关系，提出了信噪比余量的概念，给水声数字通信的误码率估计带来很大方便，同时也给出了降低误码率的各种措施及其计算方法．     

基于LFM信号信道估计的水声MPSK信号盲Turbo均衡方法

为提高水声多进制相移键控(Multiple Phase Shift Keying,MPSK)信号盲解调过程中的信道失真补偿能力,提出一种利用水声线性调频(Linear Frequency Modulation,LFM)信号进行信道盲估计的水声MPSK信号的盲Turbo均衡方法.该方法利用水声通信的前导LFM信号进行信道...     

蜗牛型汽车喇叭声道性能分析

为了探讨蜗牛型汽车喇叭声道的性能分析及改进方法,依据理想流体媒质中的小振幅声波传播理论,利用ANSYS软件对蜗牛型汽车喇叭声道的声学模型进行了声学有限元分析,得到了蜗牛型汽车喇叭声道的声压和频率特性.从能量的角度给出了蜗牛型汽车喇叭声道性能的评价标准,研究了对蜗牛型汽车喇叭声道进行改进的简化分析方法,为蜗牛型汽车喇叭声...     

一种适用于长基线水声定位系统的声线修正方法

在水声定位系统中，由于水下沿深度方向存在声速梯度，致使声线发生弯曲，为保证较高的定位精度，必须进行声线修正，提出了一种适用于长基线水声定位系统声线修正的迭代方法，所作的湖上试验研究表明，用此方法进行声线修正效果明显，此方法原则上可适用于其他类型定位系统。     

弹性球壳声衍射对矢量传感器测量影响

声矢量传感器由传统的无指向性声压传感器和偶极子指向性质点振速传感器组成,被应用于水声测量和探测领域,但作为水声测量设备它会受到安装载体衍射声场的影响,使其接收声场失真和指向性发生畸变.以实际应用需求为背景,从理论上分析了平面声波在弹性球壳上的衍射声压场和振速场;采用薄壁球壳机械阻抗近似公式,计算了球壳声衍射对矢量传感器声场测量和指向性的影响.根据共振散射理论,弹性球壳衍射声场的共振项与壳体的机械阻抗和辐射阻抗有关,而其背景项与刚性球和绝对软球的声衍射有关.计算和分析结果表明,在球壳散射声场的共振项频率处,矢量传感器的接收声场严重失真,且其指向性图变得复杂;另外,它们也与声波的入射方向和距离有关.这些结果为利用矢量传感器进行水声测量和探测提供基本的物理基础.     

压力脉动法预测声场流化床最小流化速度

在内径140 mm,高1 600 mm的鼓泡流化床中,采用压力探针研究了声场流化床FCC和石英砂颗粒的流化特性,考察了声压级和频率对颗粒最小流化速度的影响。结果表明:无声场条件下,压力脉动标准方差随表观气速的增大而线性增大,声场的引入可以显著降低颗粒最小流化速度,声压级越大颗粒的最小流化速度越小;固定声压级改变声波频率,发现频率在300 Hz时颗粒最小流化速度最小。对不同声场条件下最小流化速度进行拟合,得到了声场流化床最小流化速度预测关联式。     

梯拱形渠道流速横向分布规律及流量量测

新疆吐鲁番地区地理及径流、泥沙条件独特,干支渠一般都采用梯拱形断面型式．通过对该地区主要于支渠流量系统观测资料的统计分析,借助二元明渠紊流掺长理论,建立了梯拱形渠道流速横向分布公式．大量不同梯拱形渠道、不同流量的流速实测数据分析和验证表明,理论与实测流速横向分布都符合对数分布规律,利用多变量回归分析,确定了流速横向分布系数a、b值．在此基础上,推导出梯拱形明渠断面平均流速计算公式,计算值与实测值误差较小,并给出了修正系数的确定方法．根据提出的明渠流速公式,进一步建立了灌区渠系中流量连续测量的实用方法和工作流程,简化了明渠测流工作,降低了量测成本,提高了测流精度．     

梯拱形渠道流速横向分布规律及流量量测

新疆吐鲁番地区地理及径流、泥沙条件独特,干支渠一般都采用梯拱形断面型式.通过对该地区主要干支渠流量系统观测资料的统计分析,借助二元明渠紊流掺长理论,建立了梯拱形渠道流速横向分布公式.大量不同梯拱形渠道、不同流量的流速实测数据分析和验证表明,理论与实测流速横向分布都符合对数分布规律,利用多变量回归分析,确定了流速横向分布系数a、b值.在此基础上,推导出梯拱形明渠断面平均流速计算公式,计算值与实测值误差较小,并给出了修正系数的确定方法.根据提出的明渠流速公式,进一步建立了灌区渠系中流量连续测量的实用方法和工作流程,简化了明渠测流工作,降低了量测成本,提高了测流精度.     

室内声场中点声源的算法与模拟

计算机模拟室内声场已经成为声学研究的一种有效方法,声源的数学算法对室内声场的分布模拟有很大的影响。利用等立体角,研究了室内声场的点声源模型的数学算法,并利用计算机进行了模拟;点声源的算法将为室内声场中声线的跟踪和声场的模拟提供了有力的工具。     

用脉冲串声波测量声速

测量声速是大学物理实验中一个比较重要的实验,通过对声速的测量可以了解被测介质的声学特性.传统的声速测量方法,利用的是连续声波的干涉现象,有"驻波法"和"相位比较法",但在测量过程中需要传感器之间的相对移动.本文用脉冲串声波测量声速,通过实验发现:该方法的测量误差并不比驻波法和相位比较法大,并且不需要传感器之间的相对移动,操作简便,应用广泛.     

一种适用于浅海信道的盲均衡算法研究

针对多径衰落浅海水声信道，采用分数间隔判决反馈均衡器，提出了一种非线性结构的盲均衡算法。该算法不仅有效克服了水声通信中普遍存在的码间干扰效应，而且还进一步抑制了浅海信道引入的严重码内干扰现象，获得了更快的收敛速度和更小的剩余误差，提高了浅海水声通信的有效性和可靠性。仿真结果表明，该算法的性能优于通常的波特间隔均衡器，因而具有重要的工程应用价值。     

声层析成像仓储粮食温度监测方法

为了更及时地发现仓储粮食中存在的热点,提出了声层析成像仓储粮食温度监测方法.推导了粮食中声波传播时间与粮食温度的函数关系,定义声速转换因子,将粮食中的测量声速转换成相同温度、相同气体自由空间中的声速,建立了声学法储粮温度测量模型.分析了声速转换因子的影响因素及应对措施,开发了基于虚拟仪器的声层析成像温度监测实验系统.以大豆填充实验粮仓,对系统各声波路径的实测声速分布规律进行研究并提出修正转换方法,对电加热器形成的三种粮食温度分布进行了重建实验.结果表明,重建图像能够清晰地反映大豆中的热点位置和热点温度.因此,声层析成像仓储粮食温度监测方法有望应用于储粮中的热点监测.