具有在线数据传输和水下定位功能的智能海底地震仪

    公开(公告)号:CN116400408B

    公开(公告)日:2023-08-18

    申请号:CN202310682298.8

    申请日:2023-06-09

    IPC分类号: G01V1/28 G01V1/38

    摘要: 具有在线数据传输和水下定位功能的智能海底地震仪,涉及水声通信与海洋地震观测。水下球体和水面甲板机通过水声通信方式数据交互;水下球体的仪器舱内集成数据采集模块、智能声学模块等;智能声学模块集成时间同步算法和智能解调算法;基于神经网络设计CE和SD子网,利用深度学习替代传统通信模块,水面甲板机包括人机界面控制模块、智能传输定位模块、主控处理器等;智能传输定位模块对智能声学模块发送的水声信号进行调制解调,获得的信息在人机界面显示,智能传输定位模块中的智能测距子模块集成智能去噪算法,不需任何先验信息即可完成信号盲去噪;主控处理器的定位解算子模块利用解算算法定位解算,得地震仪位置,显著提升测距定位性能。

    基于通用软件无线电平台的水声物理层网络编码中继系统

    公开(公告)号:CN114938251A

    公开(公告)日:2022-08-23

    申请号:CN202210546534.9

    申请日:2022-05-18

    IPC分类号: H04B13/02 H04L5/16 H04L27/26

    摘要: 基于通用软件无线电平台的水声物理层网络编码中继系统,属于水声通信与组网领域。包含两个终端节点A和B,以及一个中继节点R,中继节点部署在两个终端节点之间;终端节点和中继节点均由PC主机、USRP N210及其子板、外设电路和水声换能器组成;PC主机装载GNU Radio;外设电路包括收发切换电路、前放和功放;OFDM调制解调技术及其特殊帧结构的设计提高符号异步的容错性。收发切换电路解决基于USRP平台半双工水声通信系统收发通路切换问题,串/并转换和控制信标流等机制为GNU Radio信号流的控制提供更稳健的分割机制;样本计数机制为其他基于USRP构建的通信系统提供同步参考。

    一种水声物理层网络编码智能编码映射方法

    公开(公告)号:CN118740332A

    公开(公告)日:2024-10-01

    申请号:CN202410716590.1

    申请日:2024-06-04

    摘要: 一种水声物理层网络编码智能编码映射方法,涉及水声通信领域。将BP算法和深度学习相结合,提出和信道信息低耦合的叠加信号智能编码映射方法FBENet:特征提取模块通过卷积神经网络CNN有效提取输入信息的抽象特征;双向均衡模块利用Bi‑LSTM网络神经元均衡时频双扩展信道下的载波间干扰ICI,通过模拟BP算法的和积消息传递的过程来矫正子载波的后验概率分布;概率输出模块通过全连接网络输出每个子载波的发送端码字组合的概率分布用于后续的网络编码。网络模型的损失函数使用多分类的交叉熵损失函数,在训练阶段,模型计算参数更新,样本和输出之间的差异将越来越少,直至阈值,标志着训练成功。

    用于水声OFDM迭代接收机的压缩感知信道估计方法

    公开(公告)号:CN109861764B

    公开(公告)日:2022-07-01

    申请号:CN201910154321.X

    申请日:2019-03-01

    摘要: 用于水声OFDM迭代接收机的压缩感知信道估计方法,涉及水声通信领域。进行信道估计;进行信道均衡;进行交织;进行SISO译码。提出一种改进的SAMP算法——MSAMP算法。MSAMP算法不仅能够消除离散冲激响应的时域泄露问题,还继承了SAMP算法的优势,不需要稀疏度先验信息,只需要设定步长和时域扩展参数,即可进行准确的信道估计。MSAMP算法具有稀疏度自适应能力,能够在稀疏度未知的情况下,通过阶段性的增加I的大小来不断逼近实际信道的稀疏度,从而获得准确的信道估计。最大的创新点在于,本算法克服了离散冲激响应时域泄漏的影响,使得结果更加准确。

    一种水声物理层网络编码符号同步方法

    公开(公告)号:CN118740331A

    公开(公告)日:2024-10-01

    申请号:CN202410716455.7

    申请日:2024-06-04

    IPC分类号: H04L1/00 H04L7/00 H04B13/02

    摘要: 一种水声物理层网络编码符号同步方法,属于水声通信与组网领域。设计三节点水声PNC符号同步机制:预设中继节点R对两个终端节点A和B期望的固定传输时延TS,两个终端节点A和B以达到这一期望时间为目标,利用数据传输过程中的时钟信息估算下行传播延迟,结合预设的固定传输时延获取每一轮PNC传输过程中终端节点A和B多址接入前所需的等待延迟τA(k)和τB(k),实现每一轮PNC传输的符号同步;建立非对称链路卡尔曼滤波时钟同步算法,用于为PNC符号同步机制提供精准的时钟信息,提高PNC符号同步机制的同步精度。减少水声网络的时隙开销,提升整个水声网络的性能。

    一种类对比学习式水声信号调制识别系统及识别方法

    公开(公告)号:CN117997690B

    公开(公告)日:2024-06-18

    申请号:CN202410398286.7

    申请日:2024-04-03

    摘要: 一种类对比学习式水声信号调制识别系统及识别方法,涉及水声信号调制识别技术领域。系统包括共模特征提取器训练模块、调制识别分类器训练模块、测试模块。其中,共模特征提取器训练模块通过孪生分支结构与共模一致性约束实现类对比式地从同源样本对中提取共模特征;调制识别分类器训练模块基于提取的共模特征训练调制识别分类器;测试模块将测试样本依次输入共模特征提取器与调制识别分类器,得到识别结果。基于共模特征实现非合作场景下不依赖于先验信息的水声通信信号调制识别,能够有效提高水声通信调制识别算法对恶劣信道的适应能力,提升神经网络的可解释性与泛化性。

    一种应用于线性多跳水声网络的物理层网络编码协同的调度方法

    公开(公告)号:CN116846526A

    公开(公告)日:2023-10-03

    申请号:CN202310742603.8

    申请日:2023-06-21

    摘要: 本发明涉及一种应用于线性多跳水声网络的物理层网络编码协同的调度方法,该方法将PNC技术引入到线性多跳水声网络的链路接入策略设计中,摆脱了线性多跳水声网络所固有的跳间干扰限制,其包括以下步骤:所有传感器节点在时隙1发送本地数据包;除最上游与最下游外的所有传感器节点在偶数时隙同时接收来自上游邻居节点和下游邻居节点的数据包,经过PNC映射后获得编码数据包;最下游传感器节点在偶数时隙接收来自上游邻居节点的数据包;所有传感器节点在奇数时隙发送上一时隙接收到的数据包;汇聚节点Sink在偶数时隙完成数据包的接收。本发明与现有技术相比,在信道利用率,吞吐量以及端到端时延方面均具有更好的表现,尤其是信道利用率可以达到理论上界1/2。

    基于通用软件无线电平台的水声物理层网络编码中继系统和方法

    公开(公告)号:CN114938251B

    公开(公告)日:2023-05-23

    申请号:CN202210546534.9

    申请日:2022-05-18

    IPC分类号: H04B13/02 H04L5/16 H04L27/26

    摘要: 基于通用软件无线电平台的水声物理层网络编码中继系统,属于水声通信与组网领域。包含两个终端节点A和B,以及一个中继节点R,中继节点部署在两个终端节点之间;终端节点和中继节点均由PC主机、USRP N210及其子板、外设电路和水声换能器组成;PC主机装载GNU Radio;外设电路包括收发切换电路、前放和功放;OFDM调制解调技术及其特殊帧结构的设计提高符号异步的容错性。收发切换电路解决基于USRP平台半双工水声通信系统收发通路切换问题,串/并转换和控制信标流等机制为GNU Radio信号流的控制提供更稳健的分割机制;样本计数机制为其他基于USRP构建的通信系统提供同步参考。

    一种类对比学习式水声信号调制识别系统及识别方法

    公开(公告)号:CN117997690A

    公开(公告)日:2024-05-07

    申请号:CN202410398286.7

    申请日:2024-04-03

    摘要: 一种类对比学习式水声信号调制识别系统及识别方法,涉及水声信号调制识别技术领域。系统包括共模特征提取器训练模块、调制识别分类器训练模块、测试模块。其中,共模特征提取器训练模块通过孪生分支结构与共模一致性约束实现类对比式地从同源样本对中提取共模特征;调制识别分类器训练模块基于提取的共模特征训练调制识别分类器;测试模块将测试样本依次输入共模特征提取器与调制识别分类器,得到识别结果。基于共模特征实现非合作场景下不依赖于先验信息的水声通信信号调制识别,能够有效提高水声通信调制识别算法对恶劣信道的适应能力,提升神经网络的可解释性与泛化性。

    具有在线数据传输和水下定位功能的智能海底地震仪

    公开(公告)号:CN116400408A

    公开(公告)日:2023-07-07

    申请号:CN202310682298.8

    申请日:2023-06-09

    IPC分类号: G01V1/28 G01V1/38

    摘要: 具有在线数据传输和水下定位功能的智能海底地震仪,涉及水声通信与海洋地震观测。水下球体和水面甲板机通过水声通信方式数据交互;水下球体的仪器舱内集成数据采集模块、智能声学模块等;智能声学模块集成时间同步算法和智能解调算法;基于神经网络设计CE和SD子网,利用深度学习替代传统通信模块,水面甲板机包括人机界面控制模块、智能传输定位模块、主控处理器等;智能传输定位模块对智能声学模块发送的水声信号进行调制解调,获得的信息在人机界面显示,智能传输定位模块中的智能测距子模块集成智能去噪算法,不需任何先验信息即可完成信号盲去噪;主控处理器的定位解算子模块利用解算算法定位解算,得地震仪位置,显著提升测距定位性能。