宽码率Polar码浅海水声通信实验研究          下载免费PDF全文

赵燕锋  杨逍宇  童峰  程恩 《数字海洋与水下攻防》2022,5(5):419-424

浅海水声信道的随机时–空–频特性给数据的可靠传输带来了重大挑战,低复杂度和理论上证明能到达香农限的极化码(Polar code)可以增强水声通信系统的鲁棒性。水下传输的图像、语音、文本、海洋监测数据和遥控指令具有不等重要性的特点,宽码率 Polar 码能够适应不同水声信道和不等重要性的信息传输。 目前 Polar 码在水声通信中的实验研究多为仿真分析,设计了宽码率 Polar 码在厦门港海域海试验证,在不同信噪比的实录环境噪声下进行分析。海试结果表明：在良好的信道条件下,宽码率 Polar 码的性能优异,0.25 码率的 BPSK 和 QPSK 在实录环境噪声信噪比为–1 和 4 时实现零误码,其低复杂度信道编译码机制和宽码率与水声信道相匹配,可有效提高水声数据传输的可靠性和有效性,为基于 Polar 码的稳健可靠水声通信系统提供海试实验验证。  相似文献   

水下彩色图像传输的信号调制及信道压缩编码设计研究     

余丽敏  程恩  林耿超 《海洋技术学报》2001,20(4):29-32

就水下彩色图像传输这一研究课题，提供了其调制和传输控制部分的DSP解决方案，详细分析了针对水声信道这一特殊传输介质，所采用的特殊调制方法和传输发送机理，并提供了硬件原理图及相应的软件算法流程。  相似文献   

基于压缩传感的OFDM水声信道估计方法研究     

孙崇强  李磊  赵书俊  刘云涛  周德富 《海洋技术学报》2013,(1):46-49,55

简要介绍了两种经典的基于压缩传感(CS)的稀疏信号重构算法:匹配追踪(MP)和正交匹配追踪(OMP)。结合逆矩阵的阶数递归算法,针对OMP算法复杂度高提出了改进型的基于阶数递归的OMP算法,简称为ORMP算法。经研究发现,水声信道的冲击响应是典型的稀疏信号。因此,把基于压缩传感的ORMP算法应用到水声信道估计中,并通过仿真和海试实验验证了算法的可行性及优越性。  相似文献   

面向长时水声通信数据采集与评估的浮标设计与实现          下载免费PDF全文

杨逍宇  马伯乐  周跃海  陈东升  童峰 《数字海洋与水下攻防》2022,5(4):279-284

复杂海洋环境导致水声信道呈现随机时-空-频变特性,特别是浅海信道受界面、人为干扰的严重影响,对水声通信造成极大困难。近年来人工智能领域机器学习等技术飞速发展,为提高复杂环境下水声通信可靠性提供了新思路。但是,由于水声信道复杂多变、缺乏普适模型,从机器学习角度而言水声通信数据样本严重不足,传统单次、短时水声通信实验采集的数据无法充分表征水声信道空间、时间特性。通过长期部署水声通信及信号采集设备,可望在一定程度上丰富通信数据,为典型海域下人工智能水声通信研究提供数据支持。 设计并实现了一种浅海水声通信浮标,搭载水声通信系统可实现长时浅海水声通信数据采集、性能评估,同时依托北斗系统具备远程状态显示、功能控制功能。厦门港海域实验表明,依托浮标采集的长时水声通信数据可开展水声通信性能评估、信道特性与通信性能关联度分析,为下一步工作打下了良好的基础。  相似文献   

高速水声通信中正交频分复用技术试验研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

王明华  桑恩方  乔钢 《海洋工程》2006,24(4):100-104115

设计了基于正交频分复用的高速水声通信系统,并进行了湖上和海上试验研究。湖试中,在6 000 m距离下,传输速率达到7.6 kbps,误码率低于10-4;海试中,在12 km距离下,传输速率达到8.3 kbps,误码率低于10-3。试验结果表明,正交频分复用技术可以较好地克服码间干扰,有效地利用水声信道带宽,达到高速水声通信的目的。  相似文献   

水声信道高速率数据传输技术   总被引：2，自引：0，他引：2  

许肖梅  许鹭芬 《台湾海峡》1997,16(3):325-330

本文介绍近年来水声信道高速率数所传输技术的一些研究进展，并结合本所研究的水声数据遥测，数字语音通讯和视频图像传输实验样机，讨论了具有抗多途干扰的声传输系统在调制信号设计及信号处理上所采用的关键技术。  相似文献   

水声通信中基于小波变换的图像编码研究   总被引：2，自引：0，他引：2  

黄海云  朱维庆  朱敏 《海洋技术学报》2005,24(4):36-40,49

提出了一种高误比特率传输条件下的图像编码方法，它适用于水声信道的图像传输。针对水下图像的特点，选取合适的小波基和变换参数对图像进行离散小波变换；依据小波系数的能量分布特性，对不同的子带采用不同的量化和定长编码，编码率为0．8比特／像素。水声通信试验表明，在传输误比特率达到10^-2时，仍能得到可接受的图像质量。  相似文献   

水声通信中的鲁棒图像编码研究   总被引：2，自引：1，他引：2  

杨裕亮  朱敏  张翔 《海洋技术学报》2003,22(4):62-65

由于受各种因素的影响，水下声信道是一种传输差错率较高的信道。标准化的图像编码系统(例如JPEC；H．263，MPEG等)使用了相似的压缩技术，它们往往存在严重的错误扩散，甚至单个错误比特就可能破坏整幅图像，所以一般不适合作为水下声信道图像传输的编码方案。文章针对常用的图像编码的缺点，利用定长编码技术，提出了一种高鲁棒性的图像压缩方案。实验表明在压缩率1．25比特／象素时，压缩后的图像仍然保持了较好的质量，并且能够较好地抵抗信道误码，提高了水下声信道图像传输的质量。  相似文献   

基于复杂多通道带乘性噪声模型的水声通信字符估计算法     

张玲  王蕊  褚东升 《中国海洋大学学报(自然科学版)》2015,45(1):110-113,120

水声信道具有复杂随机时变特性并存在严重的多径时延、能量损失和畸变等因素,使得水声信道的建模和估计一直是学界的难点问题。本文基于复杂多通道带乘性噪声模型来刻画随机时变的水声信道,在信道建模基础上利用最优滤波递推算法实现发送字符的估计。该算法在线性最小方差意义下是最优的,能有效克服码间干扰和噪声污染。所建立的信道模型能够刻画复杂快变的水声信道,对应的最优信道估计算法具有计算量小的优点,能够动态跟踪信道增益的随机变化。仿真结果验证了本文算法的有效性。  相似文献   

多特征联合水声通信信号调制识别方法          下载免费PDF全文

吴雄彪  匡彪  刘亚男  张华缨  庞桐桐  刘凇佐 《数字海洋与水下攻防》2022,5(6):510-517

为解决水声信道下通信信号识别困难的问题,对水声 CW、LFM、2FSK、4FSK、BPSK、QPSK、DSSS-BPSK 和 OFDM 信号的调制识别技术进行了研究,旨在提出一种适用于这 8 种信号的调制识别方法。通过对信号的时频特征、二次方谱特征及自相关特征进行分析,并利用基于迁移学习的 ResNet 网络和线性支持向量机进行分类,最终得到了一种多特征联合水声通信信号调制识别方法。仿真表明:在千岛湖多径信道下,信噪比大于 9 dB 时,所研究 8 种信号的识别率均在 99%以上 ;最后,通过海试进一步验证了该方法的可行性,海试数据识别率均在 93%以上。仿真及海试验证的结果表明,所提的方法是适用于水声信道的  相似文献   

Underwater Acoustic Image Transmission System Based on DSP     

程恩  许茹 《海洋通报(英文版)》2002,4(1):27-33

The underwater acoustic image transmission system based on the high-speed DSP device TMS320C549 has been studied.We use Goertzel algorithm for source decoding and MFSK for modulation.Turbo code is used for channel coding and decoding.The purpose is to implement underwater video image data transmission.  相似文献   

浅海声信道信号时间相关特性研究     

毛岱山 《海洋技术学报》2006,25(2):67-69,120

水声信道中信号的时间相关特性是水声微弱信号相关检测的理论基础和具体参数选择依据。文中以厦门港典型的浅海声信道中信号的时间自相关和互相关特性进行实验研究。结果指出,信号有强的时间相关性,无论自相关或互相关性均比海洋环境噪声强得多,因此在水声信道中采用时间相关检测可望达到优良的抗噪声效果。  相似文献   

水声信道中一种抗多途跳频通信的研究   总被引：3，自引：0，他引：3  

许肖梅  陈东升  许鹭芬  童峰  许天增 《台湾海峡》2001,20(2):152-156

水声通道系统是当代海洋开发和海洋环境立体监测中的重要技术组成部分，广泛应用于海洋监测、海洋资源勘探和开发等方面。然而，水声信道的随机起伏、时－空－频变的多途特征使水声通信技术成为当代最为复杂的通信技术之一。本文介绍近年来在高速水声通信方面的一些研究进展，讨论了一种利用高速数字信号处理器（DSP）实现水声信道跳频通信的方案，并探讨了该方案在调制信号设计及信号处理实现上所采用的关键技术。  相似文献   

浅海声信道文本信息传输研究     

许鹭芬  陈东升  毛岱山 《海洋技术学报》2005,24(3):46-48,52

论文首先介绍浅海声信道声传输的基本特性,指出在此类信道中进行多媒体信息传输的特殊困难.随后论述了文本信息传输所具有的抗噪声、抗起伏等优良性能,较能适应于水声信道的复杂性和多变性,但属于较高速率的文本信息传输,多途干扰仍然是文本信息正确检测的根本障碍.文中分析了频率跳变技术克服时域扩散较短的浅海多途的可行性和需解决的关键技术.海上获得的初步实验结果说明了文本信息传输所具有的优越性,值得今后继续深入的研究.  相似文献   

时变水声信道中基于BEM的迭代信道估计技术     

何秋银  王世练  张炜  许涛 《海洋工程》2018,36(1):138-144

水声信道的多径时延扩展和时变特性对信道估计和均衡技术的研究带来了很大的挑战,同时也决定了水声信道是一种时频双扩展信道,提出一种水声OFDM通信系统中基于软信息的迭代信道估计技术,利用基于复指数基扩展模型(CE-BEM)进行信道估计。OFDM系统本身可以消除由于多径引起的符号间干扰(ISI)。基于导频的BEM信道估计,可以实现对时变信道的估计,结合基于软信息迭代的迭代均衡模块,将每次迭代生成的符号软判决信息作为辅助导频用于信道估计。同时,为了防止由于信道时变引起的信道子载波间干扰(ICI)对导频符号的影响,采用基于保护间隔的导频插入法插入导频。仿真结果显示基于BEM的软信息迭代信道估计性能较非迭代信道估计时明显提升。  相似文献   

海洋声速起伏对声传播及定位精度影响分析          下载免费PDF全文

张志伟  孙翱  张旭 《海洋技术学报》2019,38(3):15-20

海洋中声速起伏导致水声信道发生变化,进而引起声线到达结构的变化,对水声传播及定位精度产生一定影响。为讨论这一效应,基于TDOA体制建立了考虑声线弯曲的水下目标无源定位模型,分析了声速起伏对水下声传播路径及传播时间的影响,进而研究了声速起伏对水下无源定位测量精度影响程度。结果表明:当水平传播距离较大时,声速剖面起伏对声传播路径及传播时间的影响更为显著;以典型四元阵为例,若基线长度为20 km,接收阵位于水下5 km处,在不考虑其它随机误差影响下,海洋声速起伏造成的声源定位误差量级在0.5 m以内。分析结果有助于更好地利用环境特征优化无源定位测量方案,可为高精度水下无源定位系统设计及精度评估提供依据。  相似文献