基于差分正交频分复用的水下语音通信应用研究

将差分正交频分复用( OFDM) 水声通信技术与混合激励线性预测语音编码技术相结合,设计并实现差分OFDM 水下语音通信系统,使其能够有效地对抗多途干扰,并具有低峰均比、高传输速率等优点,从而能够满足水下语音通信的速率要求。使用不同编码效率的信道编码,对系统的抗干扰能力进行了仿真,得到对应的信噪比和误码率的关系曲线,指出了编码效率的损失可提高系统的鲁棒性。对不同码率卷积码下的差分OFDM 水下语音通信进行了湖试研究,并在1/3 码率卷积码下比对采用块状导频的OFDM 水下语音通信,给出了相应的合成语言效果,验证了系统的有效性和优越性;在不同通信距离上验证了系统的鲁棒性。     

一种有效抗多途的水下跳频通信系统研究

重点研究了跳频技术的原理、水下声遥控通信中使用跳频方案（FH／MFSK）的可能性和水下信道环境对跳频性能的影响；给出了基于跳频序列控制滤波器组和周期图进行跳频解码的方法，并进行了统计性能仿真，结果表明：这种FH／MFSK的水下通信系统可更有效地克服水下多径和部分频带干扰的影响，在恶劣的水下环境仍可得较高的数据率。     

信息动态

美研发成水下监视通信系统据美《今日防务》2006年2月27日报道,美国洛-马公司与美海军签定了一项价值3 400万美元的合同,是专为美海军“濒海作战舰”研发一项可布放在水中的通信系统,即是一种近海与沿岸水下监视通信系统。该系统可具体针对相关海域,为“濒海作战舰”提供连续的可靠图像。据称,该系统现已研发成功并已能同时监视和获取30 n mile以内的多至6个传感器节点的传感器数据。通过该系统,还能在“濒海作战舰”上对传感器平台进行指挥操控。该布放系统含有水下单元、处理与分析单元以及任务保障单元等,并能探测到柴电潜艇及水面舰艇方…     

水下电场通信研究综述

由于水环境的特殊性,传统通信方法在水下难以有效工作,必须发展适当的水下通讯方法。介绍了几种常用的水下通信方法,对这些方法的特点进行了比较分析。进一步着重介绍了适用于近距离水下通信的电场通信方法,对其工作原理和实现过程进行了阐述和说明,并对今后的发展趋势做了展望。     

拖曳式高频水声通信信号侦测系统设计

在简要介绍水下侦听网络的基础上,指出了水声通信信号侦测的必要性,提出了拖曳式高频水声通信信号侦测系统设计方案,给出了系统信号调理模块的详细设计,并提出了验证本系统性能的试验测试方法。     

水声信道中跳频通信系统设计与仿真

针对水声信道复杂多变和强多途等特点,建立了包括时变衰落、多途干扰和加性高斯白噪声干扰的水声信道模型,提出了一种基于非相干多频移键控(MFSK)调制的跳频通信系统方案(FH/MFSK), 描述了其仿真实现过程,给出了其在瑞利衰落和莱斯衰落水声信道下系统性能的仿真结果,并对其进行了详细分析,为水声信道中FH/MFSK系统设计的参数选取和性能优化提供参考.结果表明,FH/MFSK水下通信系统可以有效克服多途干扰,对多普勒有一定的免疫性,可以实现可靠的水下通信.     

基于多进制频移键控的水下远程遥控通信方法

在现阶段,可靠的水下远程遥控通信对国防建设、海洋开发有着重要的意义.基于低功耗的DSP平台提出了一种MFSK调制的BCH(15,5)纠错编码信号的远程通信方案,首次将拷贝相关与谱估计联合实现准确同步.对水声信道特性和系统误码率进行了分析,海上试验结果表明:此水下远程遥控方案检测概率达到了100%.     

水下激光对潜通信系统及其实验设计

介绍水下激光通信的基本原理和在水下通信方面存在的明显优势,根据无线激光通信技术原理,设计了一种潜对潜的通信实验方案．     

基于MFC的纯方位定位系统串口通讯软件设计

针对定位系统扩频通信的功能需求和上位机、下位机的硬件特点,在通信程序中使用多线程技术,以层次化结构完成了数据处理芯片和PC端的串行口通信程序的设计,解决了通信过程中常见的线程阻塞和死机现象,突出了系统的构造性和组合性;实际应用证明:系统通信实时性好,纠错能力强,可靠性高,满足对水下定位跟踪数据传输过程的模拟要求。     

信息化海战对潜艇通信的需求及对策

传统的潜艇通信手段单一,抗毁性差;隐蔽性差,通信量低;通信抗干扰和保密性能差;不能满足信息化战争对信息的需求。为保障信息化战争中潜艇的通信能力,应做到：提高甚低频通信系统的抗干扰、抗截获、抗摧毁能力;建立对潜应急通信系统;发展极低频对潜通信系统,实现对潜艇的远距离、隐蔽、实时通信;发展卫星通信系统,实现远距离、双向、高数据率通信;采用先进技术,提高潜艇通信的对抗能力和发信的隐蔽性：使用通信浮标,提高潜艇通信的隐蔽性;潜艇利用水下无人作战平台实现隐蔽、双向、高数据率通信;开发蓝绿激光对潜通信系统,实现隐蔽、可靠、高数据率的对潜通信。     

低密度奇偶校验码的联合信源信道译码

为了进一步提高通信系统的可靠性,提出一种联合信源信道译码(JSCD)方案。该方案利用一个软输入软输出(SISO)译码器对可变长码(VLC)实施软译码。SISO-VLC译码器利用信源符号的先验信息,采用BCJR算法,得到压缩比特的后验概率。该方案将VLC与低密度奇偶校验(LDPC)码串行级联,在译码端SISO-VLC译码器将外信息传递给LDPC译码器,实现信源信道联合译码。在加性高斯白噪声环境下,对该方案的误码率和误符号率进行评估,并与分离信源信道译码(SSCD)比较。仿真结果表明,在一定复杂度的情况下,该方案在低信噪比下具有很高的可靠性;与SSCD相比,能获得0.2 d B的编码增益。     

水下冲击波超压高速存储测试系统的研究

针对当前水下冲击波超压测试中存在仪器布设繁杂、采样频率低、关键数据难以及时获取等问题,设计了一种水下冲击波超压存储系统.提出双级流水线循环存储结构实现数据高速存储,运用触发地址回溯检索算法精准定位有效数据存储位置,以ZigBee无线网络交互通信完成测试系统的智能配置、状态监控和关键数据及时提取.试验表明该系统能以10 MB/s的速率完整记录冲击波超压瞬态信号,具有智能化、易布设等特点,适用于水下冲击波超压信号的测试.     

基于马尔科夫链的水下移动网络可靠性研究

水下移动通信网络随着水下通信和传感器技术的发展,其应用越来越广泛,其可靠性研究是信息传输效率和质量的重要保证。本文比较了传统通信可靠性研究方法,提出了一种计算水下移动节点网络可靠性的方法——基于马尔可夫模型的水下移动通信可靠性计算方法。该方法把网络状态进行简化归类,利用马尔可夫理论建模,计算求出网络稳定状态的概率,通过与通信网络某一指标的可靠性概率矩阵相乘,求出量化的可靠性。经过验证,该方法大大降低了建模的复杂程度,可以求出移动节点网络的可靠性,简化了运算。     

水下声通信传感器网络路由协议研究

路由协议是水下声通信传感器网络(UASN)数据传输的网络层协议,是实现水下网络化数据传输的基础。UASN采用水声信道进行通信,其特殊性给路由协议的研究带来了挑战。文中介绍UASN的应用背景以及水下路由协议的研究必要性,然后讨论了UASN中路由协议面临的设计挑战;提出了水下路由协议的设计目标,分类研究了现有UASN路由协议,并进行了比较与分析。最后总结了UASN路由协议的关键问题。     

新型船用水下安全检测机器人

为了定期监视大型远洋货轮、油轮等船舶,保证港口、航道、口岸以及船舶的安全,针对自主研发的新型船用水下安全检测机器人开发了一套多功能、模块化的控制系统.该控制系统主要包括水面控制与水下控制2部分.水面控制系统采用MFC开发的上位机监控软件,采用网络通信通过脐带缆与ARM9为核心的水下控制系统通信;水下控制系统中主控芯片通过CAN总线与从控制器ARM-M0进行通信从而控制推进器、机械手及其外围设备等.采用一种改进的自适应卡尔曼滤波器,并进行ROV水下结构检测、定深、定航等水池实验.结果表明:该控制系统控制效果较好,实现了对水下机器人的远程操控.     

美研发成水下监视通信系统

据美《今日防务》2006年2月27日报道，美国洛-马公司与美海军签定了一项价值3400万美元的合同，是专为美海军“濒海作战舰”研发一项可布放在水中的通信系统，即是一种近海与沿岸水下监视通信系统。该系统可具体针对相关海域，为“濒海作战舰”提供连续的可靠图像。     

通过海洋传感器网络实现信息资源共享

UNDERNET是一套由海上无人系统和传感器构成的海洋通信网络,能够进行水下通讯和数据采集,服务于军事、商业和个体用户,而出售信息获得的资金可以抵偿无人系统高昂的研发和维护费用。本文提出了这一构想且简要探讨了如何用可行性高且经济的方法构建这样的数据网。     

长波通信在无人水下航行器上的应用

针对目前无人水下航行器(UUV)通信时容易暴露自身目标的问题,提出了采用长波通信技术作为UUV的辅助通信手段。分析了将长波通信技术应用于UUV时的通信方式,研究了适合安装在UUV上的长波接收天线。     

分布式水下导航、定位、通信一体化系统设计

设计了一套集导航、定位、无线电通信和水声遥控通信功能于一体的大型联合系统。利用试验船上的船载测距仪、海面的无线电遥控浮标、海底应答器阵、无线电基站和显控计算机组成的空间立体网络实现了对水下目标的导航、定位功能,具有三维测量能力;通过无线电通信和水声遥控通信相结合的方法,实现了对海底应答器的远程控制和管理,增大了系统的工作范围;提出一种实用有效的海底应答器阵位测量方法。文中主要介绍了系统的总体设计方案、导航定位原理、水声信号处理方法和试验结果。海上试验结果证明了系统的可行性和可靠性。     

某观测站的海底微生物燃料电池驱动传感器和声模块

该研究项目的目标分为3个方面:1)利用海底微生物燃料电池(BMFC)将海底有机沉积物转化为能量,驱动水下仪器;2)通过声传输的方式,在海底缆接观测站或水面船只之间准实时接力回传水下仪器采集的数据;3)研究协同工作的水下系统在布放期间的工作性能。在加利福尼亚州蒙特利湾加速研究系统(MARS)观测站附近水域,研究人员布放了2组BMFC水下传感/通信设备。MARS为缆接式观测站,布设水深约890 m,距蒙特利湾海洋生物研究所(MBARI)约37 km。布放的传感器所采集的数据通过水声传输至MARS节点和水面调查船,证明了这项技术的实用性。