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[发明专利]一种非合作水声信号时频信息获取方法-CN202111235038.3在审
发明人：方涛;刘凇佐;乔钢;章佳荣;刘亚男 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2021-10-22 - 公布日： 2022-02-11 - 主分类号： G06F17/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种非合作水声信号时频信息获取方法，对采集到的水声FSK信号进行分段并对分段信号加窗，将加窗后的所有分段信号写成矩阵形式作为观测向量；划分傅里叶变换矩阵的频率集，建立傅里叶变换矩阵作为观测矩阵；将观测矩阵与估计的时频信息乘积后的矩阵以观测向量的维度进行截断，通过与观测向量反演拟合结合约束惩罚项建立最优化问题，对建立的最优化问题对时频信息求解。本发明无需与原始调制信号实现准确的采样点同步即可实现时频图的优化，适合在非合作的情况下使用，即使划分的频率集不包含载波频率，通过反演拟合与稀疏约束依然能够有效提高时频图的频率分辨率，使时频图的能量更加集中。
一种合作信号信息获取方法

[发明专利]水下机器人五分量测距声纳斜井三维成像系统及成像方法-CN201410022662.9有效
发明人：聂东虎;乔钢;桑恩方;周锋;马雪飞;孙宗鑫;刘淞佐;章佳荣;尹艳玲;杨健敏 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2014-01-17 - 公布日： 2014-04-23 - 主分类号： G01S15/89 文献下载
摘要：本发明涉及一种水下机器人五分量测距声纳斜井三维成像系统及成像方法，包括水下机器人、水面光端机、水面上位机，水下机器人上设有4个水平分量测距声纳和1个垂直分量测距声纳，其中4个水平分量测距声纳的相互之间方位差为90度；水下机器人上还设有光纤陀螺仪。通过4个水平分量测距声纳可获得斜井的一帧二维图像序列，水面上位机对一系列二维图像序列进行数据处理，通过对斜井的几何尺寸和4个水平分量测距声纳数据进行处理，使二维图像序列垂直轴向上对齐，通过光纤陀螺仪测得的艏向角度使二维图像序列水平方向对齐，再结合垂直分量测距声纳测得的机器人到水面垂直距离，实时绘制出斜井的二维和三维图像。
水下机器人分量测距声纳斜井三维成像系统方法

[发明专利]一种解决水声通信网隐藏终端与暴露终端的方法-CN201310134142.2有效
发明人：乔钢;章佳荣;张禹;周锋;马雪飞;孙宗鑫;刘淞佐;尹艳玲;聂东虎;于洋 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2013-04-17 - 公布日： 2013-08-14 - 主分类号： H04B13/02 文献下载
摘要：本发明涉及水声通信领域，特别是涉及一种水声通信网络隐藏终端与暴露终端解决方法。本发明包括：将信道分为控制信道与数据信道，控制信道进行控制报文的传输，数据信道进行数据报文的传输；发送节点进行信道预约，通过控制信道发送RTS报文，接收节点在收到CTS报文之后，判断当前信道状态，如果空闲，则发送CTS报文，发送节点信道预约成功，传输数据，数据传输完成后，接收节点回复ACK报文；如果当前信道忙碌，接收节点发送DTS报文，当预约失败，发送节点则进行退避，到达退避时间后重新预约信道。本发明将信道划分为双信道，避免了控制报文与数据报文的冲突。控制报文与数据报文独立编解码同时进行传输，节约了通信时间。
一种解决通信网隐藏终端暴露方法

[发明专利]一种水声通信网络时分复用方法-CN201310131688.2有效
发明人：乔钢;章佳荣;马雪飞;周锋;孙宗鑫;刘淞佐;张禹;尹艳玲;聂东虎;杨健敏 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2013-04-16 - 公布日： 2013-08-14 - 主分类号： H04B13/02 文献下载
摘要：本发明涉及水声通信领域，特别涉及一种实现时分复用时，不需要全网内所有节点时钟的严格同步，不需要周期地广播同步信号，采用集中式网络拓扑结构的水声通信网络时分复用（TDMA）技术。本发明包括：主节点广播初始化信号；布置分节点的发送时隙,主节点建立对应的接收时隙；主节点将布置完成的时间表广播给分节点；分节点根据ID号从时刻表中获取对应信息；进行侦听；判断时钟漂移是否在安全区内；分节点在侦听时长内监听主节点发送的通知信号。本发明不需要网络全局时钟的严格同步，主、分节点以本地时钟为参考进行工作。不需要周期地广播同步信号，在数据通信过程中完成时间表修正。分节点工作时隙交错布置，时间利用率高。
一种通信网络时分方法

[发明专利]一种水下机器人声视觉三维成像的图像配准方法-CN201310121192.7有效
发明人：聂东虎;乔钢;孙宗鑫;周锋;马雪飞;刘淞佐;章佳荣;张禹;于洋 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2013-04-09 - 公布日： 2013-07-31 - 主分类号： G06T7/00 文献下载
摘要：本发明涉及声纳图像处理领域，具体涉及一种服水下机器人摇摆引起的目标声纳图像旋转，消除三维重建扭曲失真的不利影响的水下机器人声视觉三维成像图像配准的方法。本发明包括如下步骤：（1）检测目标图像的旋转角度；（2）校正目标图像的旋转；（3）重建校正后的图像序列。本发明不需要任何先验知识，能够自适应的对声纳图像序列进行校正，使它们在轴向对齐。克服了传统配准方法必须有参考图像的缺点。本发明是一种快速的自动配准方法，计算量小。
一种水下机器人声视觉三维成像图像方法

[发明专利]OFDM水声通信并行迭代ICI消除方法-CN201310014263.3有效
发明人：郑彩云;廖佳玲;乔钢;马雪飞;孙宗鑫;周锋;刘淞佐;张可;章佳荣 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2013-01-15 - 公布日： 2013-05-08 - 主分类号： H04L27/26 文献下载
摘要：本发明的目的在于提供OFDM水声通信并行迭代ICI消除方法，包括以下步骤：建立OFDM水声通信系统，建立水声时变多径信道模型，测量系统中的多普勒因子，估计时变信道的频率响应，估计ICI分量及信号干扰噪声比SINR，对接收信号进行并行迭代MMSE均衡。本发明将线性近似法与频域最小均方误差法结合起来，通过迭代改善性能，从而提出一种并行迭代ICI消除方法并将其引入OFDM水声通信系统中，能有效对抗水声时变信道下产生的载波间干扰，对信道时变速度变化反应稳健。避免了高阶矩阵的求逆运算，降低了方法复杂度，提高了运算速度。
ofdm 通信并行 ici 消除方法

[发明专利]水声OFDM自适应搜索多普勒补偿方法-CN201210388724.9有效
发明人：马雪飞;乔钢;孙宗鑫;周锋;刘淞佐;马璐;郑彩云;章佳荣;文明;王玥 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2012-10-15 - 公布日： 2013-02-06 - 主分类号： H04L27/26 文献下载
摘要：本发明的目的在于提供水声OFDM自适应搜索多普勒补偿方法，采用CW信号作为训练序列进行多普勒频偏因子粗测。利用高倍DFT对多普勒频偏进行补偿。以CW信号测得的多普勒频偏因子作为初始值，以补偿、均衡后的数据的均方误差为代价函数，不断调整因子大小进行搜索，直到满足条件。本发明克服了现有的块多普勒估计或单频信号测频方法测得的多普勒频偏因子均存在一定误差的缺点，同时还克服了若直接利用其测得的因子进行多普勒频偏补偿，会造成数据星座图的发散，即数据均方误差的增加的缺点。
水声 ofdm 自适应搜索多普勒补偿方法

[发明专利]一种水声正交频分复用的信道估计方法-CN201210214646.0有效
发明人：郑彩云;马雪飞;乔钢;张可;周锋;孙宗鑫;刘凇佐;章佳荣;马璐;廖佳玲 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2012-06-27 - 公布日： 2012-10-10 - 主分类号： H04L25/02 文献下载
摘要：本发明属于水声通信领域，具体涉及一种信道估计中降低高斯噪声和减小插值误差的信道估计方法。本发明包括如下步骤：（1）采用基于最小二乘法的信道估计方法得到信道频响估计；（2）利用小波降噪法对导频信道频响估计进行降噪处理，得到降噪后的信道频响；（3）对降噪后的信道频响采用离散傅里叶变换插值法获得数据子载波的信道频响；（4）利用数据子载波的信道频响均衡接收数据，对均衡后的数据进行译码后重新调制，将梳状导频转换为块状导频，采取块状最小均方误差的信道均衡方法对接收数据进行判决反馈均衡。本发明降低了信道噪声对信道估计的影响，降低了插值误差，提高了判决性能，提高了信道估计的精度。
一种正交频分复用信道估计方法

[发明专利]一种水声Modem管理平台及其管理方法-CN201210150059.X无效
发明人：乔钢;章佳荣;周锋;刘淞佐;孙宗鑫;张禹;马雪飞;王晶;尹艳玲;孙微 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2012-05-15 - 公布日： 2012-10-03 - 主分类号： H04B13/02 文献下载
摘要：本发明提供的是一种水声Modem管理平台及其管理方法。管理平台包括网络通信模块、串口通信模块、数据存储模块、扩频调制解调模块、I/O控制模块和ARM6410，ARM6410通过不同的管脚分别与网络通信模块、串口通信模块、数据存储模块、I/O控制模块、扩频调制解调模块连接。管理平台通过网络通信模块与交换机连接，交换机再与上位机和DSP之间建立连接；串口通信模块实现管理平台与电源值班模块和方位仪之间的连接与通信；管理平台与换能器、预处理模块之间通过信号线进行连接。本发明能实现对Modem各功能单元的管理与控制，方法更灵活、调试更方便、扩展性更强。
一种 modem 管理平台及其方法

[发明专利]基于MMSE的水声OFDM判决迭代信道均衡方法-CN201110230558.5有效
发明人：马雪飞;乔钢;马璐;孙宗鑫;周锋;刘淞佐;郑彩云;章佳荣;文明;王玥 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2011-08-12 - 公布日： 2012-07-11 - 主分类号： H04L27/26 文献下载
摘要：本发明的目的在于提供基于MMSE的水声OFDM判决迭代信道均衡方法，其特征是：首先进行MMSE信道估计，然后基于MMSE判决迭代均衡，利用上一个符号估计的信道均衡下一个符号，其中对均衡后的数据进行解映射和解码判决的判决方式为卷积编码或Turbo编码。本发明跟踪时变信道能力强，故均衡效果优于传统的块状导频均衡算法，当信道传播条件良好、信道编码纠错能力较强时，解码后的数据基本正确，将其映射为导频后则能够保证参与信道估计的训练序列基本正确，从而提高信道估计的准确性。无需已知信道的最大时延、功率延迟包络特性、传播时延的概率密度函数等先验信息，容易实现。
基于 mmse ofdm 判决信道均衡方法

[发明专利]水声OFDM判决二次信道均衡方法-CN201110230556.6有效
发明人：马雪飞;乔钢;马璐;孙宗鑫;周锋;刘淞佐;郑彩云;章佳荣;文明;王玥 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2011-08-12 - 公布日： 2011-12-28 - 主分类号： H04L25/02 文献下载
摘要：本发明的目的在于提供水声OFDM判决二次信道均衡方法，首先进行梳状导频最小均方误差即CombMMSE信道估计，利用频响对接收数据进行一次均衡，得到一次均衡后的数据，对一次均衡后数据子载波进行解映射，再通过卷积解码或Turbo解码得到原始数据的估计，将解码后的数据按原编码规则重新进行编码，得到二次编码后的数据，将估计出来的数据子载波作为训练序列，并联合梳状导频子载波得到块状导频的估计，由此所有子信道上都有了训练数据，接下来利用块状导频最小均方误差即BlockMMSE算法，重新进行二次信道估计。本发明大大降低了梳状导频插值误差，并且可以在导频间隔较大的情况下达到较好的均衡效果。
水声 ofdm 判决二次信道均衡方法

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