水声网络编码技术理论与仿真实验研究

来源 :中国声学学会水声学分会2015年学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sunning1002
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水下通信网络在海洋开发、探测、污染处理、灾难预报预防以及海上军事作战等方面具有广泛的应用前景.但由于水声信道可用带宽小以及水声信道的时变双扩特性均导致水声通信物理层速率低,进而导致通信网络吞吐量受限.针对目前水声通信网络面临的问题,本文将随机网络编码方法应用于水声通信网络中,通过NS-2对本文的网络编码路由协议(NCR,Network Coding Routing)的仿真研究表明:与传统泛洪协议相比,NCR协议的数据包投递率大提高量在50%~120%之间,在100个节点的随机拓扑结构中,端对端时延降低量在50%~60%之间,同时数据包的冲突率也有相应减小.
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本文利用磁路法和有限元法对声学用磁致伸缩换能器静态磁路进行分析.分析结果表明,提高永磁体内部矫顽力和减小永磁体厚度可实现较小磁漏情况下得到所需要的偏置磁场;使用较高磁导率的磁致伸缩材料或将磁致伸缩棒分段,可以提高棒内磁感应强度和磁场的均匀性.
分组扩频OFDM是远程水声通信中一种新的传输方案,为抑制分组扩频OFDM通信时水声中存在的线性调频信号,在假设信号与线性调频信号同步发出的前提下,本文提出了一种线性调频信号的估计和抑制方法.首先采用一种新颖的修正离散Chirp-Fourier变换对分组扩频OFDM中线性调频信号的中心频率和调频率进行估计,其次通过对信号时频分布图的处理估计出线性调频信号的持续时间,由此估计出线性调频信号从而将其抑制
在优化嵌入式外部驱动Ⅳ型弯张水声换能器时发现,U型凹槽在某深度时换能器可输出最大体积位移的模态频率有突变的情况,借助Piece-Part等效电路法的基本思想对这一现象做出了合理解释,提出这是由螺杆的弯曲振动模态引起的,并进一步阐述了U型凹槽对换能器弯张壳体最大体积位移的影响规律,得出在此类换能器设计时需避免弯张壳体的弯曲振动模态与螺杆或U型凹槽的弯曲振动模态耦合的结论.
水下目标一般为宽带目标,且噪声干扰较强,这些问题都对及时准确地进行水下目标方位估计带来了困难.压缩感知理论作为新的信号处理理论,突破了传统的Nyquist采样定理的限制,在目标方位估计中体现出了突出的优势.针对水下宽带目标方位估计问题,以均匀线列阵为研究对象,构造了水下目标等正弦划分的阵列流形.并通过将阵列接收数据变换到频域,将原宽带信号划分为多个频域子带信号,最后再根据频域快拍对应的中心频率、搜
声子玻璃是一种基于网络化局域共振机制的新型水下吸声材料,不仅可以在宽频(12kHz-30kHz)范围内对声波进行有效的强吸收,同时还具备良好的抗压能力.本文利用有限元方法,建立了二维虚拟弹簧模型.该模型能够描述声子玻璃的吸声机理与宽频强吸声性能,计算结果与实验结果相符,并证实了多尺度单元在不同频率处的强耦合作用是其获得宽频吸声的关键.
本文研究了用l1-SVD算法进行声矢量阵波达方向(DOA)估计.由于水下目标方位角在角度空间具有稀疏性,将压缩感知理论应用于声矢量阵DOA估计中,建立了基于压缩感知的声矢量阵DOA估计模型.然后采用l1-SVD算法实现目标的DOA估计.计算机仿真结果表明,声矢量阵DOA估计性能优于声压阵,可以无模糊估计目标信源方向;在低快拍、低信噪比以及信号源相干的情况下,l1-SVD算法可以准确分辨紧密间隔的信
针对利用单水听器接收的舰船噪声判别目标为水下目标还是水上目标这一问题,本文分析了舰船噪声的起伏特性差异;将舰船噪声通过耳蜗模型的处理得到其二维时频分布,对二维时频分布的各通道或部分通道的平均进行短时能量分析,得到舰船噪声信号的能量随时间的起伏序列;通过对该序列进行非线性后置处理,将处理得到的结果与能量平均的结果作差,定义为目标的起伏特性因子.经实测数据验证,该起伏因子在判别目标为水下还是水面目标上
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