摘要：为提高水下声波轨道角动量的通信性能,建立环形相控阵发射和圆面接收的通信模型,研究声波轨道角动量复用通信时的源头串扰特性;提出一种新的驱动方式以提高发射效率,并分析接收偏角对通信质量的影响。研究结果表明:当使用由N个不同发射源组成的环形相控阵产生l阶轨道角动量时,将同时产生c阶的轨道角动量串扰声束(其中c=l+bN,b为非零整数)。声源数N与声涡旋阶数l满足||l≤N/2,因此,在基于该环形相控阵的轨道角动量复用通信中,任意轨道角动量信道的串扰分量均在有用信道之外。使用N×M型环形相控阵(其中N为弧形声源组数,M为每组声源内的换能器数量)发射时,增大N和M均可提高发射效率,而当相控阵中换能器数量固定时,根据实际的需要合理选取N和M,有利于提高发射效率并降低阵列控制的复杂度,体现了控制设计的灵活性;随着接收偏角增大,通信性能整体下降。

摘要：该文针对水下物联网(IoUT)数据传输问题设计了一种混合地理路由协议。海洋环境的复杂性严重地限制了IoUT水下物联网节点间的数据传输性能,因此需要一个高效的路由协议以对抗复杂的信道环境。无状态几何路由(G-STAR)是一种采用贪婪转发模式的地理路由协议,在大多数3维物联网情景中能够找到合适的数据传输路径,然而水下环境中存在诸多不利因素制约了G-STAR的性能。对此,该文提出一个混合G-STAR(Hybrid GSTAR,H-G-STAR)协议,在保有G-STAR优势的基础上对协议在水下环境中的适应性进行了针对性设计。通过增加基于信道监听的无协作转发策略,在节点数量足够时自发地选择信道状况最佳的路径进行路由,由此避开贪婪转发在水下环境中可能遭遇的极端劣化信道。仿真结果显示H-G-STAR协议相较于基准G-STAR协议有着更好的路由性能,并且在物理层能够取得更低的误比特率(BER),在水下节点的网络拓扑中更为适用。

摘要：文章阐述了基于STM32应用PWM方式产生幅度频率可调的模拟正弦波的一种方法。原理是在产生某一频率信号时,让采样脉冲的周期保持不变,在每个采样周期内改变1次占空比,改变的规律按正弦表变化,这样输出的信号经过滤波电路滤掉高次谐波以后就变换成相应的正弦波。设计经可编程芯片实现功能,实验结果表明设计系统的输出信号具有以下特点:稳定性和平滑性都很好,且相应的参数调节方便;这种信号产生方式与传统的信号相比具有较高的频率分辨率,且易于实现频率相位幅度的数控调制。相比于DDS技术,PWM方式的主要优点是从处理器到被控系统信号都是数字形式的,无需进行数模转换,能进一步提高信号的抗干扰能力,可广泛应用在测量、通信及功率控制与变换等领域中。

摘要：文章提出了一套潜水员手语辅助通信系统的设计方案,方案应用时频分集、跳频扩频等水声通信体制,采用2FSK调制方式,以手语指令形式进行通信,其核心在于信号的传送,故不涉及相关手语内容,并结合当下流行的FPGA技术对系统进行开发设计。该系统实现了信号数据的水下传输,可进一步通过配合语音合成和语音识别技术来保证潜水员水下通信的可靠性和简易性。