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公开(公告)号：CN116800350B
公开(公告)日：2025-04-01
申请号：CN202310717426.8
申请日：2023-06-16
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明的目的在于提供一种跨冰声通信系统及方法，包括冰面通信装置和水中通信装置。本发明基于浮冰声传播特性，同时使用冰层声传播信道以及水中声传播信道，通过激发冰中板间纵波进行冰面到水中的信息传输，解决了因冰面震源激发水中直达波的衰减较快，而无法实现下行远距离通信的问题，实现跨冰介质声信号的有效发射和接收，从而完成跨冰介质声通信。上行通信与下行通信使用不同频带通信，即冰面通信装置可同时进行冰层声传播信道的信号发射，和水中声传播信道的信号接收，实现全双工通信，提高了通信效率。同时冰面接收的三分量数据分析处理，水中接收模块的指向性接收，都能有效降低发射信号和噪声的干扰，提高了接收信号质量。
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公开(公告)号：CN114384502B
公开(公告)日：2025-03-25
申请号：CN202111626966.2
申请日：2021-12-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01S7/52
Abstract: 本发明提供了一种基于稀疏阵列的相干增益处理方法，针对给定数目的探测阵元及设计要求，选择合适的稀疏阵对等间距半波长线列阵进行稀疏表示；通过选取子阵阵元优化设计稀疏阵列，获得相同阵元数量下最优的稀疏阵性能；对稀疏阵两个子阵的波束图表达式进行共轭乘积处理；对两个子阵的输出进行相干处理，得到最终的输出波束图。本发明利用稀疏阵的稀疏特性，有效减少探测阵元数量；通过对稀疏阵子阵阵元组合进行筛选，使稀疏阵性能达到最优；稀疏阵波束图的主瓣宽度与均匀线列阵相近，保证了较好的探测分辨力；进行目标探测时，能够实现与相同孔径下均匀线列阵同样的阵增益，在不同的噪声环境下可满足恒定的输出信噪比。
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公开(公告)号：CN119030828A
公开(公告)日：2024-11-26
申请号：CN202410970025.8
申请日：2024-07-19
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: OCDM通信系统的导频设计方法、信道估计方法和设备，属于通信技术领域，解决现有OCDM通信系统因导频设计不当引起的频域信道估计不稳定的问题。本发明的导频设计方法包括：在调制域上选用块状导频结构，预先设计当前发送数据块的导频序列；获取导频序列变换至频域后的向量ΓHFxp，其中，Γ为Zadoff‑Chu根序列构成的对角矩阵，F为离散傅里叶变换矩阵；检验导频序列xp是否满足约束条件：向量ΓHFxp中不存在值为0的元素；如果不满足所述约束条件，则对导频序列xp进行重构，直至满足所述约束条件为止；若满足所述约束条件，则选用该导频序列作为当前发送数据块的导频序列。本发明还基于该导频设计方法实现了信道估计。本发明适用于OCDM通信系统。
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公开(公告)号：CN118842679A
公开(公告)日：2024-10-25
申请号：CN202411116208.X
申请日：2024-08-14
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种深海长时延分簇信道下的单载波水声通信方法与装置。所述方法考虑单载波块传输系统，基于单载波相移键控调制体制，将通信信息调制到载波相位上。接收端解码流程如下：首先进行信道结构检测，计算长时延信道跨越的块长和不足一块的余量，后进行初次干扰消除并均衡得到符号初始值，再通过联合信道估计、干扰消除与符号检测的方法，构建信道和符号的联合后验密度函数，并通过消息在各边的传递联合估计信道，重构干扰并消除，最后检测符号。本发明有效消除块间干扰，提高单载波块传输系统在深海长时延分簇信道下的通信稳健性；并在训练序列不足时，也能得到信道较为准确的值，从而可以减小干扰消除误差；且有可接受的计算复杂度。
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公开(公告)号：CN118642039A
公开(公告)日：2024-09-13
申请号：CN202410863032.8
申请日：2024-06-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01S3/80
Abstract: 本发明属于水声阵列信号处理技术领域，公开一种基于改进相对熵的波达方向估计方法、系统及终端。波达方向估计方法包括：接收声源信号；提取声源信号的频谱，获取频谱中期望信号频率归一化后的协方差矩阵；在预设空间均匀划分K个扫描网格，基于期望信号的频率及阵列参数获得每一扫描网格的权向量；对协方差矩阵的逆与归一化后权矩阵相乘得到的矩阵进行特征分解，获取最大特征值；配置改进相对熵距离表达式；将最大特征值代入上述表达式，获得改进对称相对熵距离；基于改进对称相对熵距离获得每一扫描网格的归一化输出功率；对其进行一维谱峰搜索，峰值对应的扫描网格角度即为声源信号的波达方向。本发明具备更高的方位分辨能力和更低的旁瓣级。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN116973900B
公开(公告)日：2024-08-16
申请号：CN202310878457.1
申请日：2023-07-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开一种冰下声纳目标方位估计方法、系统、终端及计算机存储介质，属于水声信号处理技术领域，以解决声纳无法在冰下脉冲噪声干扰下对目标来波方向进行估计的问题。包括：根据接收的入射信号，构建阵列接收信号矩阵，定义与阵列接收信号矩阵秩数相同的初始列满秩矩阵；构造残差拟合矩阵及其范数，通过求解残差拟合矩阵最小范数，得到行满秩矩阵；利用复值满牛顿算法对行满秩矩阵的列向量进行更新优化，将优化行满秩矩阵代入残差拟合矩阵，通过对更新后残差拟合矩阵的最小化范数求解，得到列满秩矩阵；将列满秩矩阵作为信号子空间矩阵，利用MUSIC方法输出空间谱，通过谱峰搜索获得波达方向估计结果。上述方案有效抑制了冰下脉冲噪声的干扰。
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公开(公告)号：CN118473544A
公开(公告)日：2024-08-09
申请号：CN202410468535.5
申请日：2024-04-18
Applicant: 中国人民解放军92578部队 , 哈尔滨工程大学
Abstract: 一种基于无监督学习的船舶辐射信号背景噪声抑制方法和系统，涉及水声信号处理领域，解决了传统降噪方法以及深度学习有监督学习降噪方法的问题。本发明提供以下方案：所述方法包括构建WGAN‑GP模型和集成CCBAM模块中的DCUNet模型；对被动声纳采集的环境背景噪声与带噪船舶辐射信号进行短时傅里叶变换获得信号时频谱，将环境背景噪声时频谱输入WGAN‑GP模型训练至收敛，用WGAN‑GP模型生成器生成环境噪声时频谱对，与带噪船舶辐射信号时频谱数据集中的数据叠加形成新的带噪信号时频谱数据集；并输入DCUNet模型进行多阶段迭代训练，得到抑制环境背景噪声后的船舶辐射信号时域波形。还适用于在缺少目标和环境先验信息以及有监督训练数据集的条件下抑制船舶辐射信号背景噪声领域中。
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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
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 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：CN118018059A
公开(公告)日：2024-05-10
申请号：CN202410161000.3
申请日：2024-02-05
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: H04B1/7075 , H04B13/02 , H04B11/00 , H04L25/02
Abstract: 本发明公开了一种基于M元循环移位的MIMO扩频水声通信方法及系统。所述方法包括：在发射端，有K个发射阵元，对各发射阵元进行M元循环移位扩频编码，调制通信信息，各阵元添加相互正交的同步信号后对不同的信息流进行并行发射；在接收端，有R个接收阵元，对各接收阵元接收的信号进行滤波同步，对期望信号经过的R个信道进行信道估计，将信号转换到频域上，利用估计的信道对接收信号进行被动相位共轭均衡，对均衡后的信号解扩，进行频域能量检测解码，通过搜索能量峰值的输出位置进行原始信息恢复解码。本发明提供了一种较高速率、低复杂度、高可靠性的水声通信方案。
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公开(公告)号：CN118002217A
公开(公告)日：2024-05-10
申请号：CN202410148653.8
申请日：2024-02-02
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: B01L1/00
Abstract: 本发明涉及水声实验技术领域，本发明公开了一种便携极地冰下实验装置，其包括自上而下设置的驱动机构、支撑机构4、伸缩杆8、滑轮组和阵架7，板状的基阵5固定设置在阵架7上；驱动机构设于冰面上方，其下方设置竖直伸向冰面下方的伸缩杆8，支撑机构4设于冰面的冰洞处，用于支撑伸缩杆8；轮滑组固定设置于伸缩杆8下端；绳索1一端固定于驱动机构，绕经滑轮组后，固定于阵架7的上端；驱动机构驱动绳索1拉动阵架7，带动基阵5移动至水平状态。本发明结构简洁，重量较轻，强度较大，便于携带和快速组装使用，该实验装置结构稳定可靠，基阵在操作中，经绳索拉动至水平方向后锁定，便于后期开展冰下水声实验。
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