水聲信道的背景噪聲大、多徑效應(yīng)明顯、傳輸時(shí)延大等特點(diǎn),嚴(yán)重影響水聲通信質(zhì)量。自適應(yīng)調(diào)制是提高水聲通信質(zhì)量的重要技術(shù),在傳統(tǒng)自適應(yīng)調(diào)制系統(tǒng)中,由于水聲信道的時(shí)延特性導(dǎo)致接收端經(jīng)反饋信道反饋給發(fā)射端的信道狀態(tài)信息過(guò)時(shí),使發(fā)射端自適調(diào)制不準(zhǔn)確,影響系統(tǒng)的性能。針對(duì)這一問(wèn)題,本文研究在時(shí)延時(shí)變水聲信道中,用強(qiáng)化學(xué)習(xí)技術(shù)優(yōu)化傳統(tǒng)自適應(yīng)調(diào)制系統(tǒng),提高通信傳輸質(zhì)量。本文提出兩種基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的水聲通信自適應(yīng)調(diào)制算法,提高自適應(yīng)調(diào)制模式選擇準(zhǔn)確性,進(jìn)而提高通信系統(tǒng)的傳輸性能。首先,對(duì)水聲信道傳輸特性進(jìn)行了詳細(xì)研究,分析了影響水聲通信傳輸質(zhì)量的多種因素,建立了水聲信道模型,并對(duì)信道進(jìn)行了仿真。其次,在傳統(tǒng)水聲自適應(yīng)調(diào)制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上引入強(qiáng)化學(xué)習(xí)技術(shù),構(gòu)建了基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的水聲通信自適應(yīng)調(diào)制系統(tǒng),對(duì)比了強(qiáng)化學(xué)習(xí)中典型的幾種算法。最后,利用Q-learning算法和SARSA算法提高自適應(yīng)調(diào)制準(zhǔn)確性。將自適應(yīng)通信參數(shù)映射到強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法,通過(guò)強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法學(xué)習(xí)水聲信道的變化,并進(jìn)行行為策略的選擇,根據(jù)信道的變化,進(jìn)行智能決策,擇優(yōu)選出適應(yīng)當(dāng)前信道的最佳調(diào)制模式,以改善系統(tǒng)的傳輸誤碼和通信吞吐量。搭建仿真系統(tǒng),將Q-l... 

【文章來(lái)源】：西安科技大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：66 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

本文研究工作流程圖

西安科技大學(xué)碩士學(xué)位論文14圖2.4距離海面1000m處的聲信號(hào)傳輸軌跡圖號(hào)對(duì)總體信號(hào)的強(qiáng)弱影響微乎其微，因此在這里只選用有限條軌跡來(lái)進(jìn)行仿真。2.1.4海洋內(nèi)部噪聲影響聲信號(hào)在水中傳播的另一因素是水下環(huán)境噪聲，是水聲通信主要的背景干擾，水下環(huán)境多變，形成噪聲的原因也十分復(fù)雜，噪聲的形式不僅與海域所在的位置、通信時(shí)的天氣情況有關(guān)，還與通信時(shí)使用的載波頻率取值有著很大的關(guān)系，這些因素都將影響著通信接收端的接收信噪比、通信作用距離以及通信信號(hào)質(zhì)量的可靠性等。在選擇各項(xiàng)參數(shù)時(shí)也需要十分注意，需要考慮所選參數(shù)對(duì)通信系統(tǒng)帶來(lái)的影響，常用的關(guān)鍵參數(shù)如發(fā)送功率和工作頻率等。海洋中生物活動(dòng)頻繁，產(chǎn)生噪聲的原因有很多，噪聲可分為海洋環(huán)境噪聲和特定噪聲，在海洋的深處更容易產(chǎn)生海洋環(huán)境噪聲，海水的湍流、海風(fēng)產(chǎn)生的波浪、自然的降雨、海上行船運(yùn)輸以及熱噪聲等多種形式共同形成海洋的環(huán)境噪聲，除了這些以外，當(dāng)海洋中的大量生物同時(shí)活動(dòng)時(shí)、當(dāng)冰川融化產(chǎn)生的聲音等等，這些都會(huì)給聲音信號(hào)傳播時(shí)的通信質(zhì)量帶來(lái)影響，在實(shí)際研究中，通常需要把這些不同的噪聲進(jìn)行分類(lèi)計(jì)算，用不同的方法表示出不同情況下的噪聲，有一種得到大家認(rèn)可的模型，可以專(zhuān)門(mén)用來(lái)表征海洋中產(chǎn)生的的噪聲影響，如公式(2.6)所示。(1/2)10log()1730log10log()4020(0.5)26log60log(0.03)10log()507.520log40log(0.4)10log()1520logtswthNffNfsffNfwffNff(2.6)

2水聲信道分析與建模23圖2.8收發(fā)端相距1000m處歸一化沖激響應(yīng)時(shí)延/ms時(shí)間/s051015202530350601201800.511.522.533.544.55x10-3圖2.9時(shí)延-強(qiáng)度圖圖2.9給出了180s時(shí)間十條多徑數(shù)下傳播時(shí)延以及強(qiáng)度，圖中越明亮的部分說(shuō)明該時(shí)刻的接收信號(hào)的幅度值越大，沖激響應(yīng)效果越明顯。橫軸代表每條徑的時(shí)延，根據(jù)表2.3中的數(shù)據(jù)參數(shù)，編寫(xiě)信道仿真程序，建立時(shí)變水聲信道模型，仿真水聲通信環(huán)境，由于水聲信道狀態(tài)時(shí)刻發(fā)生著變化，信道增益計(jì)算公式如(2.19)式所示。0.380.40.420.440.460.480.50.520.540.5600.050.10.150.20.250.30.35相對(duì)時(shí)延/s歸一化幅度距發(fā)射機(jī)1000m處歸一化沖激響應(yīng)


本文編號(hào)：3245864