《水下異步全速率協作通信關鍵技術研究》是依託華南理工大學，由張軍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：水下異步全速率協作通信關鍵技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張軍
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
協作通信可以在多用戶環境下用單天線實現MIMO的分集功能，能有效地降低網路節點對體積和成本的要求，在水下感測器網路等需要較多小型、廉價節點的水聲套用中有著廣闊的套用前景。但目前水下協作通信研究中普遍採用的傳統同步協作模式存在以下不足：（1）中繼節點半雙工時源節點只能間歇地傳送信息，降低了信息的傳輸速率；（2）同步協作機制在長時延的水下環境使用時同步時間長、傳輸效率低。為此，本項目將對異步的水下全速率協作通信技術進行研究，重點解決其中的異步全速率協作策略、異步信息的分集接收、中繼節點的選擇和分組等關鍵問題。全速率協作模式下源節點可以連續地傳送信息，異步協作機制可以減少等待時間，因此異步的全速率協作將有望能有效地提高現有水下協作通信的傳輸速率。目前國內外在水下協作通信方面的研究剛起步，因此本項目對促進我國水聲通信理論和技術的發展、研製具有自主智慧財產權的水聲通信系統方面具有重要的意義。
結題摘要
我國海域遼闊，海洋資源豐富，隨著水下資源開發和利用的深入，對水聲通信和組網技術有著迫切的需求，但水聲信道時-空-頻變化、有限頻帶、強多途干擾、長時延、大都卜勒頻移和高噪聲等特點使得水下通信和組網非常困難。協作通信可以在多用戶環境下用單天線實現MIMO的分集功能，能有效地降低網路節點對體積和成本的要求，在水下感測器網路等套用中有著廣闊的套用前景。本項目針對傳統水下協作通信中同步協作模式的不足，圍繞異步的水下全速率協作通信技術及其套用展開研究，主要研究成果包括： 1、在水聲通信的物理層技術方面，提出了水下異步全速率協作通信方法、陰影Nakagami衰落信道中SWIPT協作通信系統性能分析方法、基於疊代的雙選水聲信道估計方法、基於PPM的抗多途水聲通信方法、非連續子載波OFDM系統的最佳導頻設計方法等，能有效提高水聲通信物理層的性能，相關成果已發表和錄用三大索引論文13篇，獲發明專利授權3項，申請發明專利5項。 2、在水聲網路的MAC層技術方面，針對水聲信道時延長的特點，提出了一系列基於分散式傳送時間規劃的水聲網路MAC協定，能有效提高水聲網路的吞吐量，減少多節點傳輸的時延。相關成果已發表三大索引論文2篇，獲發明專利授權1項，申請發明專利4項。 3、在水下探測方面，提出了水下信號、速度、加速度、波達方向等檢測新方法，相關成果已發表三大索引論文2篇，獲發明專利授權4項，申請發明專利10項。 4、在水下語音通信方面，提出了動態分配頻譜的水下多用戶語音通信方法、基於模型的多數據流語音增強方法、基於模型的麥克風陣列語音增強方法等，相關成果已發表和錄用三大索引論文3篇，獲發明專利授權1項，申請發明專利6項。本項目針對水聲信道的特點，對水聲通信的物理層和MAC層的若干問題進行了理論分析並提出新的解決方法，在此基礎上還對水聲探測和水下語音通信等套用技術進行了研究，其成果可以廣泛用於水聲點對點通信、水聲監測網、水下語音通信網等多種套用中。
