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利用分层语义编码器网络的非合作水声通信信号判别方法
1
作者 张亮 张海刚 孟春霞 《声学学报》 北大核心 2026年第1期322-331,共10页
为解决非合作条件下水声通信信号自动检测和判别的难题,提出了一种利用分层语义编码器网络的非合作水声通信信号检测和判别方法。该网络基于分层编码器结构和循环移位窗口注意力机制,无需采用递归技术,克服了水声样本量及计算资源的限制... 为解决非合作条件下水声通信信号自动检测和判别的难题,提出了一种利用分层语义编码器网络的非合作水声通信信号检测和判别方法。该网络基于分层编码器结构和循环移位窗口注意力机制,无需采用递归技术,克服了水声样本量及计算资源的限制,同时具有不需要信号先验信息、能够自主地进行声音事件定位和信号特征提取判别的优势。仿真生成了不同信噪比的2PSK信号、2FSK信号、4FSK信号、4PSK信号、DSSS信号和OFDM信号,信号检测和判别的平均精度为92.4%;湖上实测的2FSK信号、4FSK信号和2PSK信号3类水声通信信号判别率为96.1%,判别试验结果表明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 非合作水声通信 信号检测 信号判别 窗口注意力机制
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各向异性海洋湍流定长数字脉冲间隔调制的通信性能
2
作者 王明军 常培荣 +2 位作者 刁鲁欣 马程光 王天瑜 《红外与激光工程》 北大核心 2026年第1期424-432,共9页
由折射率波动起伏引起的海洋湍流会对水下光通信造成影响,基于各向异性海洋湍流模型和Gamma-Gamma湍流信道模型,对各向异性海洋湍流环境下的定长数字脉冲间隔调制进行研究,介绍了定长数字脉冲间隔调制的基本原理,研究了定长数字脉冲间... 由折射率波动起伏引起的海洋湍流会对水下光通信造成影响,基于各向异性海洋湍流模型和Gamma-Gamma湍流信道模型,对各向异性海洋湍流环境下的定长数字脉冲间隔调制进行研究,介绍了定长数字脉冲间隔调制的基本原理,研究了定长数字脉冲间隔调制的平均发射功率、峰值功率和单位传信率,推导了其误时隙率以及误包率公式,给出定长数字脉冲间隔在海洋湍流影响下误时隙率、误包率随比特数M以及不同各向异性因子进行数值计算的变化情况。研究结果表明,定长数字脉冲间隔在各向异性海洋湍流环境下具有较好的通信性能,通过固定脉冲间隔,解决了传统数字脉冲间隔调制符号长度不固定及其可能会带来调制器速率不固定、调制器等待或缓存器溢出等问题,为水下无线光通信系统的设计和优化提供参考。 展开更多
关键词 水下光通信 误时隙率 各向异性海洋湍流 定长数字脉冲间隔调制 误包率
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基于M估计的广义线性复值改进比例仿射投影水声信道估计算法
3
作者 胡欣 王威 +1 位作者 伍飞云 孙霆 《声学学报》 北大核心 2026年第2期626-635,共10页
针对水声信道中非圆信号条件下,传统实值自适应滤波算法信道估计性能受限的问题,提出了一种广义线性复值改进比例仿射投影算法。首先,通过信号及其共轭值的联合建模,充分利用了非圆信号的二阶统计信息;其次,引入比例因子自适应地调整滤... 针对水声信道中非圆信号条件下,传统实值自适应滤波算法信道估计性能受限的问题,提出了一种广义线性复值改进比例仿射投影算法。首先,通过信号及其共轭值的联合建模,充分利用了非圆信号的二阶统计信息;其次,引入比例因子自适应地调整滤波器系数的更新步长,在降低稳态估计误差的同时实现对水声信道的快速跟踪。同时,进一步利用复值修正Huber函数修正后验估计误差向量,构造了一个鲁棒约束最小扰动问题,增强算法在复杂噪声环境中的稳健性。此外,对所提算法的稳态均值和均方收敛性进行了理论分析,推导了确保算法收敛的步长条件及稳态均方偏差表达式。仿真结果表明,在非圆信号及复杂噪声环境中,所提算法相比现有方法具有更快的收敛速度和更低的稳态估计误差,且算法鲁棒性得到了有效提升。 展开更多
关键词 水声信道估计 仿射投影 广义线性复值模型 M估计
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工业网络通信链路传输安全态势感知方法研究
4
作者 程阔 李震 《成都工业学院学报》 2026年第1期38-43,共6页
工业网络通信链路数据交互频繁,易受到来自企业内部违规操作、恶意软件渗透以及外部网络攻击、恶意竞争行为等多种安全威胁,影响工业网络的稳定性和数据安全性。为此,提出工业网络通信链路传输安全态势感知方法。通过采集工业网络通信... 工业网络通信链路数据交互频繁,易受到来自企业内部违规操作、恶意软件渗透以及外部网络攻击、恶意竞争行为等多种安全威胁,影响工业网络的稳定性和数据安全性。为此,提出工业网络通信链路传输安全态势感知方法。通过采集工业网络通信链路的异常数据,并对其进行离散化处理,计算离散数据的不确定性和增益,提取具有较大信息增益的数据作为安全态势感知要素。挖掘攻击数据集强关联关系,得到关联矩阵,结合编码输出,确定攻击程度等级。构建网络通信链路自适应学习感知模型,以攻击程度等级量化值作为模型输入,输出攻击活跃指数,结合攻击行为的特征参数,计算传输安全态势感知度量值,并依据度量值阈值,确定网络通信链路传输的安全水平。实验结果表明,所提方法得到的拟合优度决定系数高于0.8,输出的安全态势感知度量值与实际值更为接近,感知准确度较高。 展开更多
关键词 工业网络 通信链路 安全态势感知 感知模型 攻击等级
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仿海豚哨声频率调制水声通信信号自动识别 被引量：1
5
作者 刘亚男 刘凇佐 +3 位作者 方涛 马天龙 颜宏璐 凌焕章 《声学学报》 北大核心 2026年第1期310-321,共12页
针对现有水声信号特征参数无法有效识别仿海豚哨声水声通信信号调制方式的问题,提出联合多特征的仿海豚哨声频率调制水声通信信号自动识别方法。首先,通过预处理和最小二乘多项式拟合估计海豚哨声谱轮廓;然后,基于估计的海豚哨声谱轮廓... 针对现有水声信号特征参数无法有效识别仿海豚哨声水声通信信号调制方式的问题,提出联合多特征的仿海豚哨声频率调制水声通信信号自动识别方法。首先,通过预处理和最小二乘多项式拟合估计海豚哨声谱轮廓;然后,基于估计的海豚哨声谱轮廓提取特征参数,仿真结果表明提取的特征对仿海豚哨声频率调制水声通信信号具有良好的识别能力和稳健性;最后,联合支持向量机分类器实现自动识别。湖试验证了所提方法的识别效果,分析了调制参数(码元宽度和频率偏移量)对识别率的影响。结果表明,调制的频率偏移量对平均识别率的影响更显著。当频率偏移量为50 Hz,信噪比大于5 dB时,平均识别率约90%以上;当频率偏移量不小于100 Hz,信噪比大于0 dB时,平均识别率达到95%以上。 展开更多
关键词 仿生水声通信 海豚哨声 自动调制识别 特征提取 哨声谱轮廓
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水声通信定位一体化研究综述
6
作者 商志刚 曲星昊 +5 位作者 马璐 李沫 乔钢 周一文 全威威 李鹤 《声学学报》 北大核心 2026年第2期465-477,共13页
通信定位一体化(integrated communication and localization,ICAL)因在信道资源利用、硬件设备集成方面的优势,高度适配资源受限的水声应用场景,近年来吸引了广泛的研究关注。本文首先针对核心关键技术,重点围绕正交频分复用体制,对一... 通信定位一体化(integrated communication and localization,ICAL)因在信道资源利用、硬件设备集成方面的优势,高度适配资源受限的水声应用场景,近年来吸引了广泛的研究关注。本文首先针对核心关键技术,重点围绕正交频分复用体制,对一体化波形设计、信道建模、接收端信号处理问题进行了分析;随后面向便携式部署、水下无线传感器网络、水下航行器集群三个典型应用场景,对相关研究进展进行了回顾与梳理;最后围绕水声ICAL的现有不足与进一步推广,从信号设计、信道建模、应用场景和性能分析四个方面,对可能的技术挑战和潜在研究方向做出展望。 展开更多
关键词 通信定位一体化 水声通信 水声定位 一体化波形 水下无线传感器网络 水下航行器
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基于改进NSGA-Ⅱ的水声探通一体化正交频分复用波形优化算法
7
作者 刘彦君 王宇杰 +2 位作者 王巍 陈春辉 黄海宁 《声学学报》 北大核心 2026年第2期491-500,共10页
面向水下探测通信一体化需求,本文以正交频分复用(OFDM)波形为基础,针对其峰均功率比以及非周期自相关积分旁瓣比较高的问题,提出一种基于改进第二代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)的联合波形优化方法。该方法在恒模相位约束下,以预留子载... 面向水下探测通信一体化需求,本文以正交频分复用(OFDM)波形为基础,针对其峰均功率比以及非周期自相关积分旁瓣比较高的问题,提出一种基于改进第二代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)的联合波形优化方法。该方法在恒模相位约束下,以预留子载波(TR)相位为优化变量,结合自适应交叉与变异策略以及少量精英个体的局部梯度调整,有效实现峰均功率比与积分旁瓣比协同抑制。仿真结果表明,与传统NSGA-Ⅱ算法相比,所提算法收敛更快、解集质量更高;与TRGerchberg–Saxton(TR-GS)算法、TR-Lp范数循环算法(TR-LNCA)等相比,所提方法能够获得更低的峰均功率比和积分旁瓣比,并同步降低通信误码率,提升弱目标检测概率。海试结果进一步验证了该方法的可行性。 展开更多
关键词 探通一体化 波形优化 正交频分复用 多目标优化
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非一致有色噪声下水声多通道跳频通信软解调算法
8
作者 王连杰 洪小平 +3 位作者 张居成 崔宏宇 吕云飞 张殿伦 《声学学报》 北大核心 2026年第2期613-625,共13页
本文针对水声通信系统中有色噪声干扰和噪声非一致问题,提出了一种适用于有色噪声背景的多通道跳频软解调算法。该方法在最大比例合并的基础上,考虑多通道间噪声强度与频谱特征的非一致性,将其拓展为对各阵元各频点分别加权的二维合并... 本文针对水声通信系统中有色噪声干扰和噪声非一致问题,提出了一种适用于有色噪声背景的多通道跳频软解调算法。该方法在最大比例合并的基础上,考虑多通道间噪声强度与频谱特征的非一致性,将其拓展为对各阵元各频点分别加权的二维合并方法。同时,针对有色噪声背景,提出两种基于最大后验概率的软解调算法。通过估计并利用有色噪声频谱结构,逐比特计算软度量值,在提升软解调准确性的同时,降低强噪声频点的软度量值,从而减小译码错误概率。相比于传统软解调算法,所提算法在单通道有色噪声仿真背景下获得2.7 dB性能增益;在多通道非一致有色噪声背景下获得4.7 dB性能增益。在外场航行器舷侧阵通信试验中,所提算法将平均误码率由1.59×10^(-2)降至0。 展开更多
关键词 水声跳频通信 有色噪声 软解调 多通道通信
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正交混沌星座调制多载波扩频水声通信
9
作者 吴何 马璐 +1 位作者 刘凇佐 乔钢 《声学学报》 北大核心 2026年第2期662-676,共15页
针对多载波水声通信的信息安全和被调制识别的风险,提出了基于正交混沌星座调制的多载波扩频水声通信方法。在发射端,结合双通道M元扩频调制和多载波调制,设计了一种具有二维混沌特征的星座符号以携带信息,实现了物理层加密;为克服深海... 针对多载波水声通信的信息安全和被调制识别的风险,提出了基于正交混沌星座调制的多载波扩频水声通信方法。在发射端,结合双通道M元扩频调制和多载波调制,设计了一种具有二维混沌特征的星座符号以携带信息,实现了物理层加密;为克服深海大时延扩展,在接收端采用基于门限降噪被动时间反转处理的M元解扩方法,并提出了基于多尺度自动峰值检测的软门限降噪被动时反改进方法。由k均值聚类、统计分析、相空间重构方法进行了安全性分析,并基于实测深海信道仿真了系统的误码率性能。结果表明,所提方法在保证可靠性的前提下,能有效增强多载波水声通信的保密性。在声道轴深度进行了深海试验验证,实现通信速率为150 bit/s,通信距离150 km,误码率小于1.16×10^(-4)的安全可靠通信。 展开更多
关键词 混沌扩频 水声通信 物理层安全 被动时间反转
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一种基于FL-TransCNN神经网络的水声智能频谱感知算法
10
作者 李玉芳 王锴 +2 位作者 张力良 徐凌伟 Thomas Aaron Gulliver 《电讯技术》 北大核心 2026年第1期11-20,共10页
为了提高频谱利用率,提出了一种基于联邦学习(Federated Learning,FL)、Transformer和卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)的水声智能频谱感知算法。首先,基于FL实现数据隔离状态下的信息共享,并应用Paillier加密技术进行... 为了提高频谱利用率,提出了一种基于联邦学习(Federated Learning,FL)、Transformer和卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)的水声智能频谱感知算法。首先,基于FL实现数据隔离状态下的信息共享,并应用Paillier加密技术进行权重加密保障;其次,本地感知数据经连续小波变换构建为时频谱图;最后,融合CNN与Transformer构建了TransCNN感知器,通过并行分支实现了高精度感知。在信噪比-18~0 dB范围内,与RepVGG、Swin-Transformer、YOLOv7、MobileNet算法相比,所提的水声智能频谱感知算法的平均检测概率提升了4%~10%,平均虚警概率降低了2%~9%。 展开更多
关键词 海洋物联网 智能频谱感知 联邦学习 连续小波变换 深度可分离卷积
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基于仿射傅里叶字典的水下探测通信一体化波形设计及处理方法
11
作者 牛启翔 史文涛 +1 位作者 张群飞 王博恒 《声学学报》 北大核心 2026年第2期501-514,共14页
针对水下探测通信一体化系统的探测通信性能优化问题,提出了一种基于过完备小波傅里叶字典的水下探测通信一体化波形设计及其信号处理方法。首先,利用小波的多分辨率特性与傅里叶变换的时频局部化特性,设计了非正交过完备波形,可适应于... 针对水下探测通信一体化系统的探测通信性能优化问题,提出了一种基于过完备小波傅里叶字典的水下探测通信一体化波形设计及其信号处理方法。首先,利用小波的多分辨率特性与傅里叶变换的时频局部化特性,设计了非正交过完备波形,可适应于水声双选择性信道,从而有效提升了一体化系统在多普勒频移和多径效应下的探测通信性能。其次,提出了基于多分辨率字典的稀疏重构算法,通过逐层提取信号特征,在降低运算复杂度的同时可提升目标探测精度与水声通信性能。最后,通过分析成对误差概率上下限,量化了一体化波形设计对误码率的优化效果。仿真结果表明,本文所提方法在宽带模糊度函数、检测概率以及成对误差概率等方面的性能均优于传统方法,为水下探测通信一体化系统提供了理论支持。 展开更多
关键词 水下探测通信一体化 字典理论 波形设计 多分辨率稀疏处理 成对误差概率
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USV-AUV异构集群系统中水声通信定位一体化波形设计
12
作者 金佳明 彭志 +2 位作者 张恒飞 谢磊 陈惠芳 《声学学报》 北大核心 2026年第2期478-490,共13页
针对海面无人船–水下无人潜器(USV-AUV)异构集群系统在海洋观测中的通信和定位需求,本文提出了一种通信与定位一体化信号波形设计方案。所提方案采用多个具有不同起始频率的Chirp信号叠加通信调制信息,且导频采用高时间带宽积的Chirp... 针对海面无人船–水下无人潜器(USV-AUV)异构集群系统在海洋观测中的通信和定位需求,本文提出了一种通信与定位一体化信号波形设计方案。所提方案采用多个具有不同起始频率的Chirp信号叠加通信调制信息,且导频采用高时间带宽积的Chirp信号以实现高精度信号到达时刻估计。导频信号可采用前置或内嵌方式,前置导频和保护间隔的抗噪声性能强,而内嵌导频可提高通信速率,特别适用于短传输时间间隔通信。两种导频方式均可实现多普勒估计与补偿,从而提升水下节点定位性能。仿真与海试验证结果表明,所设计的通信与定位一体化信号波形能够有效抵抗多普勒效应与多径效应,低信噪比条件下有较高的数据传输速率和较低的误比特率,同时减小了水下节点的定位误差。 展开更多
关键词 通信定位一体化 波形设计 异构集群系统 水声通信 水下定位
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基于块差分编码的正交频分复用水声通信系统
13
作者 张译元 武岩波 朱敏 《声学学报》 北大核心 2026年第2期649-661,共13页
在正交频分复用(OFDM)系统中,块差分编码方案中的差分调制能够在信道状态未知的情况下实现低复杂度鲁棒通信,其编码过程带来的分集增益可有效提升抗衰落性能。然而,水声信道的强时频双选性与低信噪比仍是限制当前系统应用的主要问题。... 在正交频分复用(OFDM)系统中,块差分编码方案中的差分调制能够在信道状态未知的情况下实现低复杂度鲁棒通信,其编码过程带来的分集增益可有效提升抗衰落性能。然而,水声信道的强时频双选性与低信噪比仍是限制当前系统应用的主要问题。本文提出一种基于块差分编码的OFDM水声通信系统,在发射端使用频域块差分编码方案,并与多进制Turbo码级联,以提高低信噪比条件下的可靠性;针对信道双选性造成相邻子载波相关系数下降的问题,提出一种基于子载波相关系数估计值的多进制差分符号对数似然矢量计算方法。仿真结果表明,在时变多径水声信道下,所提方案在频带利用率为0.5(bit/s)/Hz和1(bit/s)/Hz时相比同速率的差分相移键控和相移键控方案存在4 dB和2 dB增益。海试结果表明,所提方案在频带利用率为0.5(bit/s)/Hz和1(bit/s)/Hz时,正确译码的信噪比门限分别为7 dB和11 dB。 展开更多
关键词 块差分编码 符号级Turbo码 正交频分复用 频率分集
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基于环境噪声参数化调制的水声隐蔽通信
14
作者 王君如 周明章 +2 位作者 孙海信 王俊峰 汪鹏程 《声学学报》 北大核心 2026年第2期636-648,共13页
水声隐蔽通信通常将信息隐藏于环境噪声中,但现有技术产生的波形相对规则,易通过环境中的能量变化等检测。本文提出了一种将符号映射到浅海噪声模型参数上的隐蔽通信系统。该方法利用分布参数的可调性及其对概率密度函数的显著影响,将... 水声隐蔽通信通常将信息隐藏于环境噪声中,但现有技术产生的波形相对规则,易通过环境中的能量变化等检测。本文提出了一种将符号映射到浅海噪声模型参数上的隐蔽通信系统。该方法利用分布参数的可调性及其对概率密度函数的显著影响,将待传输信息调制为模型的特征参数和偏度参数,接收端通过检测接收序列的参数值实现信息解调。针对传输信号叠加水下背景噪声后,调制参数值发生变化导致分布参数难以准确检测的问题,分析了混合信号参数值的变化区间,并据此优化了接收端的判决阈值。实验结果表明,在适当的广义信噪比和符号传输率的条件下,误码率可达10-4。 展开更多
关键词 水声隐蔽通信 低识别概率 α-稳定分布 浅海环境噪声
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面向冰区流场分布式观测的通信感知一体化信号设计
15
作者 唐颖 吕城雷 +1 位作者 陈惠芳 谢磊 《声学学报》 北大核心 2026年第2期527-539,共13页
面向冰区流场分布式观测的应用场景并结合冰下水声信道特性,本文研究了通信与感知一体化信号设计及信号处理方法。首先,重点设计了通信感知一体化信号的前导码信号。为满足信号到达时刻高精度估计的需求,提出了一种将ZadoffChu(ZC)序列... 面向冰区流场分布式观测的应用场景并结合冰下水声信道特性,本文研究了通信与感知一体化信号设计及信号处理方法。首先,重点设计了通信感知一体化信号的前导码信号。为满足信号到达时刻高精度估计的需求,提出了一种将ZadoffChu(ZC)序列分别与线性调频(LFM)信号、双曲调频(HFM)信号组合的前导信号形式,表示为LFM-ZC信号和HFMZC信号。由于所设计的两种前导信号具有更窄的自相关主瓣,其具有更好的抗多径干扰能力和更高的时延分辨率。同时,提出了一种基于信道估计的到达时刻测准方法:利用所设计前导信号,先采用双向最小二乘粗估计出最大相关峰对应时刻和信号到达时刻的位置差;再采用正交匹配追踪算法估计信道冲激响应,准确搜索首条到达声线以确定信号到达时刻。仿真结果表明在多径时延差较小的冰下水声信道中,所设计的前导信号能准确地估计信号到达时刻,且LFM-ZC信号和HFM-ZC信号具有更好的多普勒因子估计和信道估计性能。 展开更多
关键词 通信感知一体化 信号设计 水声信道估计 分布式流场估计
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面向水下机动目标跟踪的水声网络传输协议
16
作者 王超 †杜鹏宇 +2 位作者 王忠康 李栋 刘媛 《声学学报》 北大核心 2026年第2期601-612,共12页
针对水下机动目标跟踪的传输服务问题,提出了一种水声网络自主分簇高效传输协议。协议中网络实时感知目标特征,并结合网络节点状态,自主建立和更新跟踪簇。簇头节点以汇聚上传过程时延最短为目标,链路传输需求和逻辑为约束,建立最优传... 针对水下机动目标跟踪的传输服务问题,提出了一种水声网络自主分簇高效传输协议。协议中网络实时感知目标特征,并结合网络节点状态,自主建立和更新跟踪簇。簇头节点以汇聚上传过程时延最短为目标,链路传输需求和逻辑为约束,建立最优传输模型,由优化理论分析得到当前状态下的最优传输方案。之后,簇头节点根据最优方案发起预约,将多个节点监测到的目标信息进行高效无冲突的汇聚和融合处理。该协议无需时间同步,可根据实时应用场景和状态自主优化传输策略。经海试验证,水声网络可对目标实现稳定的随动跟踪,与已有协议相比,网络传输效率得到显著提升。 展开更多
关键词 机动目标跟踪 水声网络 自主分簇 高效传输
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基于交叉频域分组和深度学习的水声信道预测方法
17
作者 刘浩天 夏峙 乔钢 《声学学报》 北大核心 2026年第1期332-341,共10页
水声信道预测在水声自适应通信组网、水下环境目标感知等方面发挥了重要作用,现有的水声信道预测通常在时域中进行,在信道呈现非稀疏结构时预测性能会下降。为此,提出了一种基于交叉频域分组和深度学习的频域信道预测方法(CFDG-DL),基... 水声信道预测在水声自适应通信组网、水下环境目标感知等方面发挥了重要作用,现有的水声信道预测通常在时域中进行,在信道呈现非稀疏结构时预测性能会下降。为此,提出了一种基于交叉频域分组和深度学习的频域信道预测方法(CFDG-DL),基于交叉频率相干矩阵将频域信道的所有频点分成若干组,每组使用包含全连接层和长短期记忆层的深度学习模型进行信道预测。所提方法可以避免信道非稀疏带来的影响,同时利用频点之间的交叉相关性提升预测性能。使用KAU2和BCH1公开海上实验数据集对所提方法的性能进行验证,结果表明,与反向传播神经网络和长短期记忆网络预测方法相比,所提方法具有更低的预测误差和计算复杂度。 展开更多
关键词 水声通信 信道预测 交叉频率相关性 深度学习
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考虑势场调控的三维水下蜘蛛部署算法研究
18
作者 郭越 张华 +1 位作者 桂福坤 朱文龙 《舰船科学技术》 北大核心 2026年第3期113-120,共8页
针对三维水下无线传感器网络在复杂海洋环境中存在的节点分布不均、覆盖率低等问题,提出一种考虑空间势场调控机制的三维水下蜘蛛部署算法(3D Spider Deployment with Spatial Potential Field, 3D-SPF)。该算法融合Tent混沌映射方法生... 针对三维水下无线传感器网络在复杂海洋环境中存在的节点分布不均、覆盖率低等问题,提出一种考虑空间势场调控机制的三维水下蜘蛛部署算法(3D Spider Deployment with Spatial Potential Field, 3D-SPF)。该算法融合Tent混沌映射方法生成初始结构,避免节点聚集效应,构建动态参数与边界约束机制以增强海洋扰动下的稳定性,同时引入基于Halton序列的准蒙特卡洛低方差覆盖率评估模型。算法引入空间势场调控因子,有效改善了节点间的均匀分布,提升了网络的稳定性与覆盖效率。仿真实验结果表明,该算法在复杂水域条件下可实现最高98.98%的覆盖率,部署效果优于粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization, PSO)和蚁群优化算法(Ant Colony Optimization, ACO)。研究成果为三维水下传感器网络的智能化部署与高效覆盖提供了新思路和实用模型。 展开更多
关键词 水下无线传感器网络 蜘蛛算法 势场调控 混沌映射
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浅水多径信道下基于同步头功能复用的通信速度感知一体化波形设计
19
作者 商志刚 周一文 《声学学报》 北大核心 2026年第2期515-526,共12页
针对水下航行器载荷限制与水下频谱资源稀缺性问题,提出了由直达、水面反射及水底反射声线组成的三径解析信道模型,发展了基于同步头功能复用的通信速度感知一体化帧结构,根据不同的声路径组合形式,研究了多普勒因子、信号到达时间的联... 针对水下航行器载荷限制与水下频谱资源稀缺性问题,提出了由直达、水面反射及水底反射声线组成的三径解析信道模型,发展了基于同步头功能复用的通信速度感知一体化帧结构,根据不同的声路径组合形式,研究了多普勒因子、信号到达时间的联合估计,以实现速度感知、信号同步功能的融合。水池试验结果表明:基于4 kHz带宽的高频前导码,所构建的一体化信号实现了1.4 kbit/s的通信速率与误码率0.19%的可靠信息传输;在速度感知方面设定目标运动速度真实值为0.1 m/s,相较于仅考虑直达声径的基准模型,增加水面反射声径后测速性能提升27.68%;当进一步纳入水底反射声径构成三路径模型时,测速性能提升幅度达到71.39%。 展开更多
关键词 水声通信感知一体化 浅水多径信道 双曲调频信号 速度感知
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基于注意力残差网络的非合作水声通信信号自动调制识别
20
作者 巩文静 李宇 +2 位作者 丁飞龙 王宇杰 黄海宁 《声学学报》 北大核心 2026年第1期298-309,共12页
针对时变信道环境下的非合作水声通信信号识别,提出一种基于注意力残差结构的水声通信信号自动调制识别方法。该方法以残差结构为骨架,设计了一种适用于水下平台的轻量化网络模型,通过跨层连接缓解梯度消失问题;同时,引入注意力机制,增... 针对时变信道环境下的非合作水声通信信号识别,提出一种基于注意力残差结构的水声通信信号自动调制识别方法。该方法以残差结构为骨架,设计了一种适用于水下平台的轻量化网络模型,通过跨层连接缓解梯度消失问题;同时,引入注意力机制,增强对调制敏感的特征提取,提高模型的调制识别能力。实验结果表明,模型在仿真和实测水声通信信号数据集上分别达到94.3%和93.9%的识别正确率,实测结果与对比模型相比平均提升3.1%,在细分的数据集上识别正确率平均达到97.8%。模型参数量仅0.26M,在训练平台上实现0.61 ms/帧的处理能力。此外,模型支持迁移学习,在新增数据集上的识别正确率达到92.7%。 展开更多
关键词 水声通信 自动调制识别 注意力机制 残差网络
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