基于频移键控的仿海豚哨声水声通信技术

针对水下隐蔽声通信的需求,该文提出一种基于频移键控的仿海豚哨声水声通信方法,通过模拟海豚哨声以降低通信信号被发现的概率,从而实现水下隐蔽声通信。该方法将信息调制生成的基带信号以一定比例与海豚哨声信号时频谱轮廓曲线相加获得合成哨声时频谱,再生成合成哨声作为仿生通信信号。接收端提取接收到的合成哨声与本地生成的存在固定频差的海豚哨声相干相乘,经过低通滤波获得频移键控信号进行信息解调,实现仿生通信。通过时频相关系数和Mel倒谱距离分析了通信信号仿生效果。仿真与海试试验验证了该方法的可行性,当码元宽度为0.1s时可在2km距离上实现有效通信,且时频相关系数不低于0.99。该方法调制解调原理简单,系统资源消耗更少,更易于工程实现,为仿生水声通信算法的实际应用提供技术支撑。     

蛙人水下近程通信系统及发展展望

随着水下蛙人部队的受重视程度不断提高,蛙人水下近程通信系统的作用也日益凸显。首先分析了现有国外蛙人水下近程通信系统的产品现状、技术现状;其次基于水下蛙人部队的水下作战场景,进一步就浅海作战场景下研发蛙人水下近程通信系统面临的挑战和关键技术进行了详细讨论,针对水下移动过程中蛙人在浅海多途时变水声信道下的隐蔽通信、双工通信需求初步探讨了可能的技术路径;最后结合关键技术的讨论,对我国研发下一代蛙人水下近程通信系统提出了发展建议,为进一步研究蛙人水下近程通信系统提供了参考。     

水下无线通信技术的现状与发展

本文分析了水下电磁波通信、水声通信和水下光通信这三种水下无线通信技术的特点,提出了未来水下无线通信技术的发展方向。     

水声通信系统中信号同步的一种实现方法

水声通信技术是解决水下信息传送和处理的关键技术,它广泛应用于水下自治机器人(AUV)、水下通讯网络、遥控和目标检测等领域.由于水下恶劣传输条件的影响,水声通信系统中同步信号的处理是系统的一个关键问题.本文介绍了一种简单的水声通信方案的设计,重点分析了采用同步脉冲信号通信体制的位同步、帧同步实现方法.     

水下无线多点通信系统研究

随着世界各国海洋开发和海洋军事领域的飞速发展,对水下传感网络、水下监视系统、水声预警网络的需求越来越迫切.这里讨论一种采用跳频通信方式,以凌阳16位单片机SPEC061A为控制核心,通过主节点向各分节点发送信息或指令,实现水下无线多点通信.分析了通信节点的硬件和软件设计.通过水池实验证明该系统能够可靠稳定的工作,具有良好的性能.     

浅谈水声数字通信技术的发展

近年来，由于军事和海洋开发的要求，人们开始越来越重视水下通信系统的研究与开发。由于电磁波在水中传播时衰减严重，而声波是人类迄今为止已知的唯一能在水中远距离传播的能量形式，所以海洋中检测，通信、定位和导航主要利用声波。海洋水声数字通信技术是当前海洋军事中最重要和关键的技术。海洋水声数字通信技术的发展大致可归纳为频移非相干通信技术和相位相干通信技术两项分支技术的发展，文章简要概述了两项技术的研究状况和主要进展，并展望了海洋水声数字通信技术未来的发展趋势。     

水下通信定位识别一体化波形优化方法

为提升水下态势感知能力与态势信息交互的需求,通过分析水声通信信号波形参数与水声定位精度、识别概率间的关联关系,提出水下通信定位识别一体化波形优化设计方法和准则,给出水下一体化波形的具体设计流程,确定水声通信信号参数对水声定位、识别性能的约束关系。     

水下无线通信技术发展研究

水下无线通信是水下通信技术的重要分支,是进行水下监测、水下开发和开展水下军事斗争的关键支撑。为了争夺水下资源和增强水下作战能力,水下无线通信已成为世界大国竞相发展的重要通信技术之一。文章首先介绍了水下无线电磁波通信、水声通信等水下无线通信的发展现状,接着对水下光通信、引力波通信、中微子通信、水下量子通信等水下无线通信的发展进行了展望,最后分析了水下无线通信技术发展面临的问题。     

水声通信及网络技术综述

水声通信(UAC)及网络技术在海洋环境监测、商业领域和军事领域等诸多方面发挥着重要作用,关心海洋、认识海洋、经略海洋离不开水声通信及网络技术的发展。该文对水声通信技术和水声通信网络(UACN)进行综述,首先回顾了水声通信技术和水声通信网络的发展,总结了水声信道的特点。然后,对于水声通信技术中的非相干调制技术、相干调制技术以及以应用需求为导向的新型通信技术进行陈述。随后,对于水声通信网络中数据链路层媒介接入控制协议、网络层的路由协议和跨层设计进行分类探讨。最后,对目前水声通信及网络技术的不足进行总结,并且对未来水声通信及网络技术的发展进行展望。     

低频水声通信系统水听器流噪声数值分析

低频水声通信是实现远距离水下无线通信的一种重要方式，在海洋科考、环境监测及军事等领域应用广泛。流噪声是制约低频水声通信传输距离的重要因素之一。不同于以往对充油的拖曳线列阵声呐的流噪声研究，由于低频水声通信系统常用换能器和裸露水听器实现水下信号的发送和接收，本文以该系统中裸露水听器流噪声为研究对象，采用大涡模拟方法（Large Eddy Simulation, LES）和声学类比方法方法对水听器周围的流场、声场进行数值模拟计算分析，研究在不同外形参数、运动参数下的水听器周围的流噪声。分析对比结果表明裸露水听器周围的流噪声对低频水声通信存在影响，且流噪声声压级随着运动速度的增加而提高。本研究为提升远程低频水声通信性能提供了噪声方面的理论基础。      

水声测距通信一体化技术分析及试验

根据水声导航与通信一体化设计需求,分析了水声测距通信一体化的技术体制,对水声测距通信一体化共用同步头做了比较,并对线性调频、双曲线调频、伪随机扩频3种同步方式下的测距误差及误码率进行仿真分析,最后采用伪随机扩频同步头的水声modem实物开展水池测试试验,结果表明,采用9阶的m序扩频码时间分辨率为0.5 ms,水声测距通信一体化的测距和通信性能满足预期。水声测距通信一体化技术研究有助于将来研制小型化的水下多功能一体化水声设备。     

水声通信网的研究进展及其应用

随着现代"网络中心战"理论的完善,现代立体化信息战争已从传统的空天地战场延伸至海面以下战场。水声通信技术是构建水下通信网络的有效手段,是构建立体化战争、立体化作战平台的必要技术。首先分析了水下通信与水声网络的特点和发展现状。其次,结合美国海军在水声通信网络的实验研究成果,以及国内在该领域内取得的研究进展情况,展望了水声通信网络在现代海军建设中的应用前景。     

专利视角下的水声换能器技术发展分析

水声通信在海洋科学研究及海洋开发中发挥着非常重要的作用。水声换能器是水声通信设备中负责电声转换的重要部件。本文通过分析总结水声换能器的专利技术发展趋势和发展脉络,梳理其中的核心专利技术,在这些研究内容的基础上,结合我国加强海洋强国建设顶层设计、推动海洋强国建设,阐明水声换能器技术在未来发展中面临的机遇与挑战。     

浅海水声信道研究与仿真

水声通信是近年来发展迅速、研究相当活跃的通信技术领域之一,它的研究为解决水下信息的可靠传输提供了重要的技术保障。浅海域水声数据传输对于海洋勘探、海洋环境监测、海洋石油开采、海洋空间利用以及海上战争等方面都有着特别重要的意义。本文介绍了浅海水声信道的特点,阐述了如何建立浅海水声信道的模型,并用MATLAB对浅海水声信道进行了仿真和分析。     

全海深高速水声通信机设计与试验

为了适应深海科学考察领域的快速发展,实现对全海域水声通信能力的覆盖,本文设计了一种全海深水声通信机。该水声通信机采用大功率D类功率放大器进行信号发射,利用三基元接收通道进行空间分集接收,最大通信距离12 km。水声通信机采用单载波相干水声通信技术,相干解调算法采用了时频域双向turbo均衡器结构,均衡器系数调整采用了改进比例归一化最小误符号率准则算法。该通信机于2018年12月12日在海洋最深处马里亚纳海沟挑战者深渊进行了实时水声通信试验,实现了水下10500 m到水面的高速水声通信,通信速率6000 bps,通信误比特率为10-5量级。      

海气信道下激光致声下行水声通信系统探讨

构建1.064μm脉冲激光致声水声通信系统,依据激光致声机理,研究激光脉冲能量与声能量关系,分析水下致声信号特征和传输特性,针对水下噪声信号与致声信号的频谱特性,采用滤波方法从频域进行了有效分离。通过理论分析和实验验证,结果表明声波转换能量与激光脉冲能量成正比,选择不同的光学结构可获得不同的致声能量,采用基频可调的ASK编码方式可实现数字信息的有效传送,为海洋通信提供新的技术途径。     

海底智能封堵器水声通信系统的设计

智能封堵器在水下海底管道的维修工作中起到了不可磨灭的作用.为了实现封堵器海洋工作环境中的无线遥控动作,封堵器海底工作中采用了水声通信技术.整个水声通信过程可以归结为首先由PC机发出指令给Modem,经功率放大匹配后送至水声换能器,水下部分按逆方向接收.对水声通讯频率的选择及水声换能器的选型进行了研究,并利用中国科学院水...     

水下激光通信系统研究进展

由于各国愈发重视海洋安全和领土安全问题,水下激光通信发挥着越来越重要的作用.在复杂的海洋环境中实现信息高速和安全的传输是水下激光通信亟待研究的课题.梳理了国内外水下激光通信系统的发展历程,总结了系统的技术优势,给出了通信原理,分析了影响系统性能的关键技术.最后指出未来的水下激光通信系统将具有更高的通信速率、更低的误码率...     

流形学习在浅海水声通信中的应用

在复杂的浅海环境中,水声信道具有强烈的空变和时变特性,致使水声通信系统的鲁棒性很难得到保证.该文不同于依赖复杂信道编码和信道均衡手段的传统水声通信算法,将流形学习思想应用于高维海洋环境参数空间刻画及信号空间映射中,为水下数据传输提出创新方案.从声场角度出发,结合浅海实验数据,分析通信信号时空起伏特性,研究环境参数空间和...     

基于正交频分复用的水声通信系统

由于海洋的恶劣传输条件,实现可靠的水声通信是对通信和信号处理技术的挑战,正交频分复用技术由于具有其独特的优势得到了广泛的应用。介绍了基于正交频分复用技术的水声通信系统组成结构,并进行分析。给出了水声信道模型,对正交频分复用的关键技术进行描述。结合水声信道的特性,提出一种频偏估计及补偿方法。