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突破性研究:新型快速卡尔曼均衡器提升水下声学通信性能

发布人: 时间:2024-08-31 浏览次数:

  2024年8月,集美大学航海学院伍飞云教授及其合作者(杨惠中,周跃海,童峰)在最新发表的研究中提出了一种快速卡尔曼(A Fast Kalman Equalizer for Single Carrier Underwater Acoustic Communication)自适应均衡器,该技术显著提升了单载波水声通信性能。该研究成果被IEEE Transactions on Industrial Informatics期刊录用,该期刊是中科院一区Top期刊,当前的影响因子为11.7。

  随着水下探索、远程感知、传感器网络和水下物联网等应用的不断发展,水声通信的需求日益增加。然而,由于水下环境的复杂性,传统均衡器在应对噪声鲁棒性和多普勒频移方面存在挑战。伍飞云教授及其合作者提出的FK自适应均衡器,通过集成相位跟踪性能,实现了在复杂时变通道下的快速补偿,显著提升了均衡性能。实验结果显示,FK自适应均衡器在单载波UWA通信中的误码率(BER)显著改善,同时该算法通过使用权重向量表示增益向量,避免了系数矩阵的逆运算,复杂度仅为O(L)。通过仿真和海上实验,研究团队验证了FK算法在稳定性、均方误差和计算效率方面的平衡性能。在高噪声和多普勒频移的条件下表现出卓越的性能。实验还包括对比其他均衡器算法,结果表明FK自适应均衡器在可靠性和效率方面均优于LMS、RLS和DRRLS等算法。