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西北工业大学学报 2011年第2期29卷 234-238页

作者：张歆张小蓟乔宏乐西北工业大学航海学院西安陕西西安710072

水声通信系统对数据率的更高要求提出了水声信道容量限的问题。信息理论的研究表明,采用多输入多输出(MIMO)结构具有改善信道容量的潜力。文章对MIMO水声信道模型及信道容量进行了研究。借助于瑞利衰落统计模型和射线模型,建立了时变的M... 详细信息

水声通信系统对数据率的更高要求提出了水声信道容量限的问题。信息理论的研究表明,采用多输入多输出(MIMO)结构具有改善信道容量的潜力。文章对MIMO水声信道模型及信道容量进行了研究。借助于瑞利衰落统计模型和射线模型,建立了时变的MIMO水声信道模型,分析了多径时延以及发射、接收阵元数对时变水声信道容量的影响。文中还基于湖试信道测量数据,给出了信道的功率延迟线和不同信道的中断容量结果。仿真和测量的结果表明,相比单输入单输出(SISO)信道,MIMO水声信道可以获得明显的容量改善;而且相比平坦衰落信道,多径MIMO水声信道可以获得更大的容量增益。

关键词：信道容量 MIMO信道水声信道模型水声通信水声信道测量

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基于NS2的水声通信信道的扩展与仿真

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计算机仿真 2012年第7期29卷 163-167页

作者：张亚斌刘建明李宏周彭智勇桂林电子科技大学计算机科学与工程学院广西桂林541004

研究水下信道通信优化问题,由于水下传感器网络在海洋数据采集有广泛的应用。水声信道具有高延迟、低带宽等复杂特点,影响信道通信质量。传统信道模型对网络仿真的效果比较差。为解决上述问题,对水声信道进行了建模,考虑了实际环境中各... 详细信息

研究水下信道通信优化问题,由于水下传感器网络在海洋数据采集有广泛的应用。水声信道具有高延迟、低带宽等复杂特点,影响信道通信质量。传统信道模型对网络仿真的效果比较差。为解决上述问题,对水声信道进行了建模,考虑了实际环境中各类噪声以及水温、盐度等因素对声信号传播的影响,并结合NS2进行了水声通信信道的扩展,最后在水声通信信道的基础上建立了一个多节点环境,对水声信道模型与实际水下环境的相似程度采用上述模型进行了仿真。仿真结果验证了信道模型的合理性,并反映出了水下环境中网络通信效果良好。

关键词：水下传感器网络水声信道模型网络仿真

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基于OFDM水声通信技术建立近海对潜通信系统的研究

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作者：范庆宝成都理工大学

学位级别：硕士

现代军事技术的发展带来了海洋军事技术的发展，同样的，海洋军事技术的发展也带动了水下通信技术的快速发展。世界各军事大国为了加强其在海洋军事领域的控制权，力图在未来的海上军事斗争和资源争夺中获得主动权，都纷纷发展潜艇技术... 详细信息

现代军事技术的发展带来了海洋军事技术的发展，同样的，海洋军事技术的发展也带动了水下通信技术的快速发展。世界各军事大国为了加强其在海洋军事领域的控制权，力图在未来的海上军事斗争和资源争夺中获得主动权，都纷纷发展潜艇技术，潜艇技术的发展也必然导致对潜通信技术的发展。对潜通信系统是近年来各军事强国各国争相发展和研究的一种先进通信方式。因此，研究一种先进的对潜通信系统对提高我国海上军事能力具有重要意义，也是国防现代化的需求。世界主要军事强国，如美国、英国、法国等主要西方国家，还有俄罗斯等苏联国家，对潜通信技术在军事上已得到了广泛的应用。我国目前的对潜通信技术主要还是采用浮标通信等老的方式，在安全性和可靠性方面都比较差，我国目前还没有建立起比较好的对潜通信方式，如甚低频和极低频远程通信等。为了弥补这一空白，充分利用现代水声研究的先进技术，发展一套先进的对潜通信系统是一个必然的发展趋势。针对这一现状，本文以水声信道为系统信号传输的载体媒介，利用声波来传输信号，设计了一种针对我国近海防御系统总体规划的潜通信系统。本文研究设计的近海对潜通信系统可以通过水下发射/接收系统、水下路由转发器来实现指挥控制中心与潜艇和水面舰艇之间的通信。为保障战术需求，通过对信号的加密保证了信号的安全接收而不会被敌方破解。在战争状态下，由于整个对潜通信系统的整体性，就算其中一两个发射/接收基站被敌方摧毁，也能通过水下密集的发射/接收基站和路由转发器来保障对潜通信的需要，达到确保可靠通信的目的。在现代战争中，二次攻击能力是保证战争平衡的有效工具，在二次攻击能力的实施上，潜艇扮演着核心的角色。在我国目前的潜艇技术水平还不够完善的情况下，潜艇无法通过第一岛链的范围而积极的发展战略纵深。因此，战略防御是整个军事战争的主要方向，基于此，可靠的近海对潜通信是保障潜艇实时通信的最主要手段，有了可靠的近海对潜通信系统，在二次攻击的实施上就可靠的多，真正达到了威慑的目的。 “基于OFDM水声通信技术建立近海对潜通信系统的研究”主体包括四大部分：陆地指挥控制中心、近岸发射/接收基站、节点路由转发器、潜艇。本文主要进行了水下声通信系统的研究。主要任务是研究利用声波的传播来实现地面陆地指挥控制中心与潜艇之间的可靠通信。为了保障潜艇与指挥控制中心的可靠通信，潜艇与水下发射/接收基站或节点路由器之间的距离不能超过200Km。本文从系统研究的必要性、国内外相关研究动态的分析利用以及系统研究思路和系统实现方法等方面入手，对整个系统的设计做了详细的基础理论分析和研究，总体遵循了先进性、安全性、可靠性等准则。对对潜通信系统的各部分进行了充分的原理分析，主要从作战性能和可靠性方面考虑，完成了系统的发射接收部分的硬件设计，达到了研究的目的。主要的研究工作包括：水声技术理论的研究;水声信道模型的分析了计算;OFDM基本原理的应用和分析;对潜通信系统的总体设计;对潜通信系统的硬件部分设计;收发系统指令编码设计;节点路由转发器设计等。取得的主要研究成果有： 1.根据近海对潜通信系统的设计要求，分析声波在水中的传播特性，目前，声波在水下的通信距离已经达到200Km以上，这为对潜通信系统的设计提供了可靠性依据。 2．完成了水声信道模型的理论计算。通过对水声信道模型的分析，在物理模型、数学模型、噪声模型、混响模型方面的分析计算，为实现近海通信系统的实现提供了可行性依据。 3．实现近海对潜通信系统的总体方案设计。近海对潜通信系统由四部分组成，包括陆地指挥中心、近岸发射/接收基站、路由节点转发站、潜艇。其中近岸发射/接收系统是本文研究的核心。本系统设计方案的创新性和先进性主要表现为： 1．系统设计方案基于声波的传播,传播距离达到200Km，通过引入节点路由转发器大大增强了针对潜艇通信的距离，扩展了作战半径。也填补了我国在这一领域的技术空白。 2．通过引入OFDM正交频分技术，大大提高了系统的抗干扰性能，达到了实时稳定通信的目的。同时，通过信道均衡技术解决了码间干扰的问题。 3．应用现代数字信号处理及电子控制技术，完成了近海对潜通信系统的整体硬件设计，提高了我国近海防御的水平。

关键词：水声通信 OFDM技术水声信道模型节点路由转发器对潜通信系统

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油田注水井水声信道和自适应均衡仿真

油田注水井水声信道和自适应均衡仿真

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作者：高茂宏北京交通大学

学位级别：硕士

本论文研究油田注水井水声信道特性，并对其仿真;然后研究信道自适应均衡算法，并对水声信道的均衡进行仿真。本文将本征路径水声信道模型(EUACC)引入到油田注水井水声信道中。结合实际情况，对注水井水声信道进行理论分析，计算出EUAC... 详细信息

本论文研究油田注水井水声信道特性，并对其仿真;然后研究信道自适应均衡算法，并对水声信道的均衡进行仿真。本文将本征路径水声信道模型(EUACC)引入到油田注水井水声信道中。结合实际情况，对注水井水声信道进行理论分析，计算出EUACC模型仿真参数。并结合带通通信方式仿真注水井水声信道，得出仿真结果。为降低码间干扰产生的误码率，本文提出自适应均衡技术，主要包括线性均衡和判决反馈的非线性均衡。在分析中，结合最小均方误差算法和递归最小二乘算法的原理和特点，设计出线性、非线性共四种算法的计算流程。结合多径信道模型，对这四种算法在基带通信条件下仿真得出对应的误码率。根据均衡效果，给出了每种算法的适用信道条件。本文结合改进的EUACC水声信道模型、带通通信方式和自适应均衡算法，设计了注水井水声通信系统的信道均衡模型并用此模型进行仿真。分析系统中接收滤波器带宽以及噪声对均衡器处理效果的影响，提出利用接收滤波器与均衡器对信噪比较小的接收信号联合处理的方法。

关键词：注水井水声信道水声信道模型均衡自适应判决反馈

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基于射线模型的浅海水声传播仿真研究

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现代电子技术 2011年第18期34卷 94-96页

作者：黄建强鞠建波海军航空工程学院山东烟台264001

浅海是我国船只活动的主要区域,在计划海上实验、设计最优声纳系统和预测海上声纳性能时,水声模型被广泛地应用于预报声学环境。用射线模型为浅海声场建模,由于射线理论有足够的准确性,可以用来获得声波在空间传播的重要信息,在一定的... 详细信息

浅海是我国船只活动的主要区域,在计划海上实验、设计最优声纳系统和预测海上声纳性能时,水声模型被广泛地应用于预报声学环境。用射线模型为浅海声场建模,由于射线理论有足够的准确性,可以用来获得声波在空间传播的重要信息,在一定的条件下,射线声学的数学运算也比较简捷。在此结合仿真结果,证明了由射线理论给出的声线图可以给声场以直观、形象的理解,其建立的水声信道模型在工程应用上具有重要意义。

关键词：水声传播仿真射线模型浅海声场水声信道模型

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