发送能耗优化的自适应水声通信技术研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yangjianwu2008
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
21世纪是海洋世纪。近年来,人类对海洋世界的探索不断深入。出于军事、商业、科考、环保等各个方面的目的,越来越多的高科技设备和平台被布放到水下,例如:无人潜航器(AUV)、深海潜水器、海洋观测网等等。由于水下设备通常是依靠电池组供电,能耗问题对其至关重要。针对水下设备在采用水声通信进行信息发送时的能耗问题,本文利用自适应调制编码技术(AMC)开展优化研究。本文研究在一定误码率要求下,利用自适应调制编码技术实现基于正交频分复用(OFDM)技术的水声通信系统的发送能耗优化,主要研究工作如下:1、测量典型水声通信调制解调器在采用不同发射功率发送不同长度信息字节时的发送能耗。将水声调制解调器的发送功耗按照不同发射功率级别进行分类,分别为不随发射功率大小改变的固定功耗部分和随发射功率大小改变的可变功耗部分。针对可变功耗部分,在多个发射功率点进行测量,并利用测量结果进行发送能耗的数学建模。2、针对水声信道条件的复杂性带来的输入信噪比(ISNR)无法准确指导解码性能的问题,利用已知典型水声通信系统和信道设定简化问题。推导在特定条件下(典型信道估计模块、典型多径分布情况、典型多普勒频偏、以及特定输入信噪比)的等效信噪比(ESNR)、导频信噪比(PSNR)的取值分布情况,并用其来准确指导解码性能。针对解出的ESNR与PSNR闭式解,通过仿真实验与实场数据解码验证建模与求解的正确性。3、综合以上研究工作,在给定任意发送信息字节数、任意噪声级别的条件下、在具体实验距离和水声信道条件下,建模采用各个调制编码工作组合所需要的发送能耗。利用建模结果进行优化求解,得到满足系统可靠性要求的条件下,不同噪声级别下任意发送信息字节数所需要的最优能耗以及对应的最优调制编码工作组合。4、基于优化规则,分别针对固定多径信道与随机时变信道的能耗优化问题进行建模与解决,并利用实际测量信道数据展开了仿真实验。1)研究了在缓慢变化信道中,针对不同的噪声级别及发送字节数,建立能耗优化问题模型并采用支持向量机(SVM)算法加以解决,得到的优化结果与直接建模结果一致。2)研究了随机变化信道中,基于强化学习的能耗优化问题解决。采用Q学习的方法,在保证通信可靠性的条件下,达到了优化能耗的效果。综上,论文针对典型OFDM水声通信系统,研究了发送能耗优化的自适应水声通信技术,包括基于LDPC码的调制编码模式构建、系统发送能耗的建模与求解、系统信噪比指标与系统参数(导频数量、信道主径数量、子载波间干扰(ICI)、信道总能量和ISNR)之间关系的建模与求解以及能耗优化问题的建模与求解。基于以上模型,分别针对固定信道与快速时变信道,研究了基于SVM与Q学习的能耗优化问题解决方案,完成了系统自适应发送能耗优化。
其他文献
节约能源和降低能源强度是中国在“十三五”规划中明确的目标任务。本文构建了基于能源投入的子向量距离函数,运用DEA模型测算环境规制成本效应,测算出2002年到2016年中国30个省市区的环境规制成本,分解环境规制下的地区能源消耗(能源投入)量、能源强度变化,并以此为基础,运用LMDI方法对中国整体能源强度变化展开更详尽的分解。结论如下:第一,中国整体环境规制成本自2005年起总体上呈上升趋势,环境规
随着中国经济的发展和中国社会开放脚步的加大,英语作为世界上最广泛使用的语言和重要的交际工具,越来越得到国人的重视,英语教育机构也如雨后春笋般层出不穷。但是英语培训行业也存在一系列普遍性的问题亟待解决,如培训机构的市场定位不准确、培训项目过于传统和趋于同质化、跟风等问题。英语培训机构不仅面临着机构发展定位不明确的问题,营销策略不合理,,缺乏科学的管理体制和长远的营销规划,这些因素都成为影响和制约英语
车联网是智能交通系统的重要组成部分,能够实现车辆间、车辆与行人、车辆与基础设施间各类信息的交互,从而预知潜在危险情况,提升城市交通安全。其中,基于现有蜂窝移动通信的蜂窝车联网(Cellular Vehicle to Everything,C-V2X),作为重要的车联网候选技术之一,其系统性能研究对于车联网的理论发展与实际系统部署都具有重要的指导意义,已成为业界关注的焦点。为此,本文围绕C-V2X的
本文以纳西族传统文化保存较好、礼物习俗特点鲜明的云南省迪庆州香格里拉市三坝纳西族乡白地村民委员会古都自然村作为调查点,对古都村的社会组织和礼物流动进行了较深入的
随着时代的发展,个人信息在人们生活中占着越来越重要的地位,指纹、虹膜、和面部成为主流的个人身份识别特征,其技术成熟、应用广泛。而声纹和指纹、虹膜、面部一样具有唯一性,更具有经济性、便捷性的优点,是一种极具潜力的生物识别方式。移动设备是常用的识别载体,以上识别方式最终在载体上发挥它的实际价值和效用,安卓是移动设备常用的系统,其实用的经济前景较好,本文以安卓为平台,研究声纹识别模型(Voiceprin
当前,创业活动已经成为拉动世界经济发展的重要增长极。近年来,随着中国经济的质态不断优化,全民创业蔚然成风。常州市作为江苏省改革开放后最早富起来的一批城市,创业底蕴深厚,市民参与创业的热情高涨,私营企业和个体工商户分别达到17.34万户和35.27万户,个私注册资本(金)超过1万亿元,参与创业活动的人群和资金总量相当可观。常州市创业环境良好,创业平台数量、创业融资规模、专利申请量等都增长迅速。同样快
随着大规模集成电路设计技术的发展和计算机体系结构的创新,处理器的性能提升迅速。在计算机体系结构的创新中,指令级并行对处理器性能的提升有重要意义。指令级并行主要包括流水线技术、多发射技术和乱序执行技术。流水线技术提升处理器频率;多发射技术通过空间重复性使处理器同时执行多条指令;乱序执行尽可能消除消除指令间的相关性,提高流水线效率。发射队列是多发射技术和乱序执行技术的关键硬件,是流水线中的关键一级,对
颗粒第二相的存在可以有效提升粘接剂的性能,但颗粒存在对胶接点焊接头力学性能的影响,及颗粒质量分数、大小等因素的改变对接头力学性能影响规律的研究均较少,因此针对DP780双相钢材料,基于响应面方法,开展颗粒增强胶接点焊连接试验研究,优化焊接工艺参数;同时,建立颗粒胶层结构力学有限元模型,分析其断裂失效特征,主要研究内容和结论包括:首先,开展氧化铝颗粒增强粘接接头的正交试验研究,通过极差和方差分析辨析
随着第三次信息浪潮以及发达国家“再工业化”的重塑竞争优势战略的提出,全球服务经济快速发展,现代服务业对于经济的拉动作用日趋显著。同时,由于人力成本上升、资源和环境
NaA分子筛的孔道结构规则、比表面积高、水热稳定性高,并且具有极强的亲水性,形成的NaA分子筛膜在有机溶剂脱水渗透汽化分离领域已有工业化应用。已报道的合成NaA分子筛膜的方法有晶种二次生长法、蒸汽相转化法、微波法、载体改性后原位合成或多次原位合成等。但是,目前NaA分子筛膜的工业化应用制备成本高,配方少,膜的制备技术研究仍然具有重要意义。本文将进行两方面的研究工作,一是针对本课题组提出的湿法擦涂涂