基於信道稀疏特性的水聲通信均衡研究

《基於信道稀疏特性的水聲通信均衡研究》是依託華南理工大學，由余華擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於信道稀疏特性的水聲通信均衡研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：余華
• 依託單位：華南理工大學

項目摘要

由於國防和民用的迫切需要，以及水聲信道極其複雜多變的特性，水聲通信成為通信領域的前沿熱點研究課題之一。水聲信道均衡技術是水聲通信中提高通信可靠性和準確性的關鍵性技術。本項目從水聲信道的特徵出發、結合聲信號處理和無線通信的研究成果，研究適合於具有超長回響和稀疏特性的時變水聲信道的均衡技術。本項目將重點研究水聲信道超長回響和稀疏特性建模的理論與方法、抗多途時延和都卜勒頻移的信道均衡和信道縮短均衡技術、水聲MIMO信道均衡技術。研究成果有望彌補水聲通信直接使用陸上無線通信相關技術帶來的不足。由於我國具有遼闊的海域，海洋在經濟上具有巨大的發展潛力，海洋開發在民用和軍事上具有重要的戰略地位。水聲通信作為水下唯一的通信手段,是已開發國家對我國實行封鎖的技術領域,因此研製具有自主智慧財產權的水聲通信技術意義深遠,並且本項目的研究成果對水聲通信發展具有重要的理論意義和實用價值以及廣泛的套用前景。

結題摘要

水聲信道環境極其複雜，使得水聲信道估計與均衡成為一個非常棘手的難題，是制約著水下通信發展的主要瓶頸。水聲信道比陸上無線電通信信道複雜具體表現在：①多徑時延長而且多徑數量稀疏；②嚴重的時變特性；③頻寬窄；④寬頻本質，即非均勻多譜勒頻移；⑤噪聲大且複雜。對於如此複雜的水聲信道必須使用非常有效的信道辨識與均衡技術，但在目前的水聲通信中，基本上依然使用傳統的陸上無線通信中的信道均衡技術。直接將陸上無線通信的一套技術移植到水下通信是不合適的。為了更好地解決上述問題以便更有效地進行水聲通信，本項目基於水聲信道的超長多徑回響效應和稀疏特性來展開研究，結合聲信號處理和無線通信的研究成果，尤其是最近年來提出的壓縮感知信號處理技術，研究適合於水聲信道稀疏特性的辨識與均衡技術。在理論與算法方面，我們開展了時變稀疏水聲信道中物理層傳輸技術和網路層相關協定與算法研究，在水聲實驗平台與水下語音通信裝置方面，我們基於軟體無線電技術搭建了一個水下OFDM通信調製解調平台，並研究了水聲語音通信多用戶動態頻譜接入方法與通信裝置設計方法。在本項目的資助下，一共發表學術論文19篇，其中期刊論文14篇，國際會議論文5篇，SCI收錄6篇，EI收錄8篇；申請專利7項，其中授權1項；撰寫博士碩士畢業學位論文8篇。