一种水声通信编码器的设计

本文介绍了一种基于低功耗单片机MSP430F1611和直接频率合成器AD9850的水声通信编码器的设计。系统可以产生稳定BPSK、2FSK、DSSS信号,并可以动态设置信号参数,界面友好,可灵活应用于各类水声通信实验。本文介绍了编码参数动态设置的硬件设计和软件实现,并对编码器的编码波形进行了测试。     

海底石油管道中封堵器的水声通信

为了实现智能封堵器海洋工作环境中的无线遥控动作,本文提出了水声通信技术。整个水声通信过程可以归结为首先由PC机发出指令给调制解调器,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。     

基于HHT的水声通信系统研究

针对希尔伯特黄变换(HHT)能够给出非平稳信号的瞬时频率的特点,提出了HHT调制解调方式。通过RAKE接收和RS纠错编码技术相结合,建立起HHT水声通信系统;并对HHT水声通信系统进行系统仿真,通过仿真的误码率曲线分析了HHT水声通信系统的性能。最后经过湖试,试验数据表明HHT水声通信系统在实际通信环境中是稳定的、有效的,HHT应用于水声通信系统中是可行的。     

基于矢量传感器的水声通信系统研制

矢量传感器由传统的无指向性声压水听器和质点振速水听器复合而成,它可以空间共点、同步测量声压和质点振速的各正交分量.与传统的只利用声压信息的水声系统相比,矢量传感器系统联合处理声场中的声压和振速信息,更多的信息量必然带来更好的处理结果.基于矢量传感器的水声通信系统就是利用矢量传感器在水声通信方面相比于声压传感器的优势来提高水声通信质量的一种设备.本文介绍了系统的设计思路,确定了系统的设计指标,研制了系统的原理样机,实验验证,本系统数据采集准确,解码结果正确可靠.     

水声通信系统中的Turbo编码方案研究

为了使数据在极其复杂的水声信道中可靠传输,需要采用具有很好纠错性能的纠错码来提高信息传输的可靠性。针对水声信道多径干扰强、信道衰落严重的特点,提出了基于Turbo编码的直接序列扩频水声通信编码方案,并对其在水声多径信道中的性能进行分析。数值仿真及湖试数据处理结果表明,该编码方案具有编码增益高、抗多径能力强的特点,误码性能优于不加直接序列扩频的Turbo编码方案,更适合于强多径、衰落严重的水声信道。     

数字化变电站中通信设备时钟同步技术的研究

介绍了数字化变电站通信设备采用的三种时钟同步技术,分析了其优缺点。重点研究了数字化变电站时钟同步技术国际标准IEEE1588PTP精密时钟同步协议,分析了工作模式,结合实际情况,给出了数字化变电站通信设备时钟同步的解决方案,最后提出了对时钟同步系统的冗余考虑。     

数字化变电站中通信设备时钟同步技术的研究

介绍了数字化变电站通信设备采用的三种时钟同步技术,分析了优缺点。重点研究了数字化变电站时钟同步技术国际标准IEEE1588 PTP精密时钟同步协议,分析了工作模式,结合实际情况,给出了数字化变电站通信设备时钟同步的解决方案,最后给出了对时钟同步系统的冗余考虑。     

PCM通信的高次群帧结构 一

在PCM制通信中,其基群为30/32个话路,码速为2048kb/s。为了在一个信道中,传输更多的话路,人们常采取一定的复接方式,将各基群复接成高次群。这里就二次群和三次群的复接方法简介如下。     

基于电力系统线路信道的数据帧同步技术

在基于电力线路网络的通信系统开发中，提出了一种有效的数据帧同步的技术解决方案：通过对整个电力线信道进行一定数量的子信道划分，使每两个相邻子信道的频率特性接近相同；对相邻子信道的相角差进行分解，分别计算出整数个样点偏差和小数个样点偏差；设计出接收数据帧的同步协调解决机制，整数个样点偏差通过数据帧的样点移位进行纠正，小数个样点偏差通过各子信道的均衡系数旋转进行校正。实验证明，该技术方案对电力线通信时钟的抖动、数据帧的样点偏移和相角偏移等干扰都有快速的调整及抑制作用，使系统能够稳定运行并维持较高的性能指标。     

基于电力系统线路信道的数据帧同步技术

在基于电力线路网络的通信系统开发中,提出了一种有效的数据帧同步的技术解决方案:通 过对整个电力线信道进行一定数量的子信道划分,使每两个相邻子信道的频率特性接近相同;对相 邻子信道的相角差进行分解,分别计算出整数个样点偏差和小数个样点偏差;设计出接收数据帧的 同步协调解决机制,整数个样点偏差通过数据帧的样点移位进行纠正,小数个样点偏差通过各子信 道的均衡系数旋转进行校正。实验证明,该技术方案对电力线通信时钟的抖动、数据帧的样点偏移 和相角偏移等干扰部有快速的调整及抑制作用,使系统能够稳定运行并维持较高的性能指标。     

FSE在水声微多径信道条件下应用的实验验证

水声信道特别是浅海水声信道中不仅存在着很强的多径现象,给水声通信带来很严重的码间干扰（Inter-symbol interference）,而且各多径分量到达时间差远远小于一个码元宽度,这种多径现象造成了很强的码内干扰（intra-symbol interference）,码间干扰和码内干扰严重影响了水声通信的性能。而分数间隔均衡器（fractionally spaced equalizer,FSE）对克服码间干扰尤其是克服码内干扰效果很好。本文根据水声实验,创新的将实验中遇到的多径时延差小于一个码元宽度的多径现象,定义为微多径现象,并从理论分析和实验验证两个角度阐述了水声通信中分数间隔均衡器（FSE）应用的重要性,得出分数间隔均衡器具有很强的工程应用价值。     

基于浅海多径时延的复合码水声测距研究

针对浅海环境单发单收水声测距方法运算复杂度较高、易受水下特殊环境影响的问题,提出一种低复杂度且适用于水声多径信道的测距方法。首先将复合码作为同步测距信号应用于水声测距系统,支持快速、准确的信号同步和多径时延检测,然后提出改进加权函数的广义互相关(GCC)算法提取多径时延,最后引入匹配函数将多径时延与传播路径正确匹配,并结合双曲线、三角形等几何方法计算收发端之间的距离。仿真结果表明,在多径及低信噪比(-10 dB)环境下,复合码同步捕获准确率达100%且运算复杂度较低,与相位变换-广义互相关(PHAT-GCC)算法相比,改进加权函数的GCC算法多径时延检测性能提高了将近6 dB,在此基础上,实现了单接收节点对水下目标的测距。     

基于SCMA的水声隐蔽通信方案研究

针对传统隐蔽水声通信误码率高、频谱利用率低等问题,提出一种基于稀疏多址接入技术(SCMA)的水声隐蔽通信方案。该方案在发射端利用艾森斯坦整数和Logistic混沌序列生成新的SCMA码字,再通过映射矩阵生成码本。在接收端,通过多用户检测算法和译码,恢复出原始信息。最后,通过实验仿真验证了该方案的可行性,分析了不同用户数量对水声通信性能的影响。同时将稀疏多址通信方案与扩频通信方案进行对比,仿真结果表明,前者误码率更低,性能更优。     

基于电力线载波通信协议的时钟同步方法研究

多级自组网电力线载波通信是低压配电网运行控制指令与信息采集数据传输的重要手段,依赖载波通信网络实现采集设备间精准时间同步对提高低压配电网运行与客户服务精益化水平具有重要意义。文中综合考虑了载波通信对时协议处理时延、多级中继通信带来的对时偏差与误差累计等因素,通过扩展载波通信媒体访问介质层协议中信标帧的数据域,并增加下行逐级校时确认帧,实现了对载波通信传输时延的估计,同时降低了协议处理时延、载波信号采样时间偏差带来的对时影响,通过仿真分析,文中提出的时钟同步方法同步精度可达到30微妙级别,较传统方法更优。     

基于PTP协议的列车通信网络时间同步优化研究

目前列车通信网络支持的网络时钟协议,时间同步精度只能达到亚微秒,无法满足当前列车各节点时间同步精度的需求。针对上述问题,本文提出将精确时钟协议应用在列车通信网络中。为了实现低偏差范围情况下的高同步精度,本文在传统PI控制算法基础上,在改进的时钟伺服系统中提出多模型PI控制优化算法,设定比例系数KP和积分系数KI的阈值极限值,推导阈值极限值与PI输出补偿值的定量关系,进而补偿从节点的时间偏差。最后,以某列车通信网络场景为研究对象在OMNeT++仿真平台进行建模仿真,分析主从节点时间偏差值。与传统PI控制算法得到的时间偏差值相比,列车通信网络中各节点的时间偏差的改进值均在30ns以内,同步偏差最低可达1.38ns,验证了所提算法的优越性。