针对水下无人航行器(underwater unmanned vehicle,UUV)主动声呐系统对信号处理实时性、能效比及集成度的需求,采用模块化设计以及软硬件协同设计思想,提出一种基于异构多处理器片上系统(multi-processor system on chip,MPSoC)的主动...针对水下无人航行器(underwater unmanned vehicle,UUV)主动声呐系统对信号处理实时性、能效比及集成度的需求,采用模块化设计以及软硬件协同设计思想,提出一种基于异构多处理器片上系统(multi-processor system on chip,MPSoC)的主动声呐实时信号处理算法的加速方案。首先研究适合边缘端部署的声呐信号处理算法;然后设计基于MPSoC的加速计算结构,将数字下变频、逆/快速傅里叶变换、波束形成等具有高计算复杂性的处理步骤移植到可编程逻辑端,实现显著加速;最后将目标检测等复杂度较低的步骤部署在处理器系统端,实现更高的灵活性。仿真及湖上试验结果表明,提出的方案可在数据更新周期的41%时间内完成1帧回波数据的实时处理,并可在复杂水下环境下实时有效探测运动目标。该方案在水下UUV主动声呐探测领域具有广阔的应用前景。展开更多
针对小型水下无人平台等水下设备对近距、高速率、低复杂度水下数据交互需求,设计一种高速率低复杂度水声通信方案。该方案采用PPM(Pulse Position Modulation)调制方式以直接硬件生成四相位时钟同步采样的方式实现低复杂度解调,从而降...针对小型水下无人平台等水下设备对近距、高速率、低复杂度水下数据交互需求,设计一种高速率低复杂度水声通信方案。该方案采用PPM(Pulse Position Modulation)调制方式以直接硬件生成四相位时钟同步采样的方式实现低复杂度解调,从而降低对硬件算力的要求;同时,利用PPM调制中脉冲间隔形成的特点和脉冲信号的快速衰减特性抑制高频水声信道多径干扰,避免采用高复杂度的信道均衡处理。实验室水池实验表明了采用该方案的通信样机在米级距离达到Mbps级传输速率的有效性。展开更多
文摘针对水下无人航行器(underwater unmanned vehicle,UUV)主动声呐系统对信号处理实时性、能效比及集成度的需求,采用模块化设计以及软硬件协同设计思想,提出一种基于异构多处理器片上系统(multi-processor system on chip,MPSoC)的主动声呐实时信号处理算法的加速方案。首先研究适合边缘端部署的声呐信号处理算法;然后设计基于MPSoC的加速计算结构,将数字下变频、逆/快速傅里叶变换、波束形成等具有高计算复杂性的处理步骤移植到可编程逻辑端,实现显著加速;最后将目标检测等复杂度较低的步骤部署在处理器系统端,实现更高的灵活性。仿真及湖上试验结果表明,提出的方案可在数据更新周期的41%时间内完成1帧回波数据的实时处理,并可在复杂水下环境下实时有效探测运动目标。该方案在水下UUV主动声呐探测领域具有广阔的应用前景。
文摘针对小型水下无人平台等水下设备对近距、高速率、低复杂度水下数据交互需求,设计一种高速率低复杂度水声通信方案。该方案采用PPM(Pulse Position Modulation)调制方式以直接硬件生成四相位时钟同步采样的方式实现低复杂度解调,从而降低对硬件算力的要求;同时,利用PPM调制中脉冲间隔形成的特点和脉冲信号的快速衰减特性抑制高频水声信道多径干扰,避免采用高复杂度的信道均衡处理。实验室水池实验表明了采用该方案的通信样机在米级距离达到Mbps级传输速率的有效性。
