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公开(公告)号：CN118041459A
公开(公告)日：2024-05-14
申请号：CN202410219761.X
申请日：2024-02-28
申请人： 哈尔滨工程大学
摘要： 本发明公开了一种深海水声通信多通道联合处理方法及水声通信系统。方法包括：在发射端，单个发射换能器在水下发射单载波信号；在接收端，水听器阵列接收信号，由信号处理装置对接收信号将信号解调至基带，获得基带的多通道数据；基于PTR‑DFE对多通道数据进行均衡，获得符号初始估计；利用PTR‑DFE均衡后的符号构建初始的观测矩阵，对多通道的信道和符号进行迭代地联合估计，将收敛后的符号输出解码。本发明充分利用多通道接收的增益，根据多通道观测值迭代的更新符号，信道和噪声，在逼近信道与噪声最大后验估计的同时完成符号的最大似然估计，实现更低的误码率；利用PTR‑DFE均衡后的符号构建初始观测矩阵，保证收敛性。
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公开(公告)号：CN118041727A
公开(公告)日：2024-05-14
申请号：CN202410301795.3
申请日：2024-03-16
申请人： 哈尔滨工程大学
摘要： 本发明公开了一种基于近似采样的稀疏信道估计方法及水声通信系统。该方法包括：发送端在水下发送单载波信号；接收端的水下换能器同时接收信号，信号处理装置解调至基带，得到单载波接收向量，然后构造观测矩阵，并初始化变量先验分布的参数和隐变量集合的值，在总迭代次数下，利用变分分布代替隐变量真实的后验分布，依次求解关于信道、超参数倒数和噪声方差倒数的满条件概率分布并基于吉布斯采样进行随机采样，使马尔科夫链最终收敛于平稳分布；达到总迭代次数时，根据设置的燃烧期的迭代次数计算信道的估计值，输出结果。本方法估计信道的精度更高，且利用变分分布代替真实后验分布求解满条件概率分布，有效克服了经典吉布斯采样方法的局限性。
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公开(公告)号：CN115529567A
公开(公告)日：2022-12-27
申请号：CN202210770501.2
申请日：2022-06-30
申请人： 哈尔滨工程大学
摘要： 本发明提供了一种极地跨冰层无线网络通信系统及方法，包括冰下通信网络系统和冰上通信网络系统；所述冰下通信网络系统是在冰层下，由下至上分布水声传感器节点阵列、UUV移动节点和大功率中继通信机节点阵列，所述水声传感器节点阵列与UUV移动节点负责环境信号检测与分析，所述大功率中继通信机阵列负责中继转发，跨域通信，所述冰上网络通信系统包括冰层检波器阵列、卫星和水面控制中心，所述冰层检波器阵列与冰面紧密耦合，检测来自冰层下方大功率中继通信机节点阵列的通信信号，之后利用电磁波与卫星建立通信网络并转发给控制中心；本发明无需凿穿冰面，即可构建水下‑冰上‑卫星一体化跨域信息传输网络，实现跨域信息传输。
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公开(公告)号：CN115208481B
公开(公告)日：2023-03-24
申请号：CN202210770503.1
申请日：2022-06-30
申请人： 哈尔滨工程大学
摘要： 本发明提供一种极地环境下水声时变信道的单载波频域均衡接收处理方法，(1)冰下发射单载波频域均衡体制的通信信号；(2)水听器接收通信信号；(3)以接收信号的每个块为单位，采用信道估计，频域均衡和分组相位纠正的技术得到发送信号的初次估计值；(4)将接收信号的每个块划分为多个子块处理；(5)进行子块间干扰消除和伪循环前缀的重建；(6)利用Kalman滤波进行子块的时变信道跟踪产生子块信道值；(7)进行子块的时变干扰估计与消除，频域均衡和分组相位纠正得到发送信号估计值；(8)重复(5)‑(7)步进行迭代子块处理，达到设置的迭代次数后停止，输出最终发送信号估计值。本发明能有效应对信道时变，计算复杂度低。
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公开(公告)号：CN118381697A
公开(公告)日：2024-07-23
申请号：CN202410219763.9
申请日：2024-02-28
申请人： 哈尔滨工程大学
摘要： 本发明公开了一种深海水声通信中的非因果干扰抑制方法及水声通信系统。所述方法包括：在发射端，单个发射换能器发送OFDM符号；在接收端，单个水听器同时接收信号，由信号处理装置进行以下处理：以能量最强的相关峰作为同步基准，截取通带信号；将截取信号解调至基带后FFT，得到基带OFDM符号；对观测矩阵进行相位加权，估计得到延时后的信道；将估计得到的信道向量尾部补零后循环移位，再进行FFT，得到频域信道向量；完成频域均衡，输出解码。本发明能有效应对水声通信中同步峰非首达径时信道引发的非因果干扰，且操作简单，复杂度低；能够灵活应对不同长度的非因果干扰，鲁棒性强。
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公开(公告)号：CN118054992A
公开(公告)日：2024-05-17
申请号：CN202410219759.2
申请日：2024-02-28
申请人： 哈尔滨工程大学
IPC分类号： H04L25/02 , H04L25/03 , H04B7/0413 , H04B13/02
摘要： 本发明公开了一种低复杂度的多输入多输出深海信道估计方法及水声通信系统。所述方法包括：发射端的多个发射换能器同时发射不同的单载波信号；接收端的水听器阵列同时接收信号；接收端的信号处理装置将接收的信号解调到基带，并根据所有水听器的基带接收信号和观测矩阵，将不同发射换能器到同一水听器的信道进行分离并建立概率模型，将所有发射换能器的信道、超参数的倒数和噪声方差的倒数视作隐变量，利用变分贝叶斯推断完成推导，通过平均场的变分分布近似隐变量集合的后验分布，在指定的收敛门限和最大迭代次数下进行迭代估计，收敛后输出信道估计结果，用于后续均衡。本发明的复杂度远低于基于稀疏贝叶斯学习的方法且估计效果更好。
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公开(公告)号：CN118041725A
公开(公告)日：2024-05-14
申请号：CN202410219805.9
申请日：2024-02-28
申请人： 哈尔滨工程大学
摘要： 本发明公开了一种时变水声通信中的块稀疏均衡方法及水声通信系统。所述方法包括：发射端，单个发射换能器发射单载波信号；接收端，单个水听器接收信号，由信号处理装置对接收信号进行以下处理：解调至基带；设置初始化参数后进入迭代，在第一次迭代中执行块稀疏均衡器，完成均衡与解码；从第二次迭代开始，将上一次迭代中解码后的符号作为先验信息，执行基于基扩展模型的块稀疏均衡器，完成均衡与解码，直至最大的迭代次数后输出结果。本发明有效利用了水声通信中均衡器抽头的稀疏特性，性能优异；基于基扩展模型的块稀疏均衡器能有效应对水声信道的时变特性，具有较强的鲁棒性；基于块进行处理，复杂度低。
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公开(公告)号：CN115208481A
公开(公告)日：2022-10-18
申请号：CN202210770503.1
申请日：2022-06-30
申请人： 哈尔滨工程大学
摘要： 本发明提供一种极地环境下水声时变信道的单载波频域均衡接收处理方法，(1)冰下发射单载波频域均衡体制的通信信号；(2)水听器接收通信信号；(3)以接收信号的每个块为单位，采用信道估计，频域均衡和分组相位纠正的技术得到发送信号的初次估计值；(4)将接收信号的每个块划分为多个子块处理；(5)进行子块间干扰消除和伪循环前缀的重建；(6)利用Kalman滤波进行子块的时变信道跟踪产生子块信道值；(7)进行子块的时变干扰估计与消除，频域均衡和分组相位纠正得到发送信号估计值；(8)重复(5)‑(7)步进行迭代子块处理，达到设置的迭代次数后停止，输出最终发送信号估计值。本发明能有效应对信道时变，计算复杂度低。
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