Передача изображений по подводному акустическому каналу с использованием сжатого восприятия

Подводные системы связи имеют важное значение для научных и гражданских миссий в океане. Возможности высокоскоростной передачи подводных изображений могут обеспечить новое поколение подводных экспедиций. Однако существующие акустические технологии связи не обеспечивают передачу изображений, поскольку океан представляет собой сложный канал связи. Мы предлагаем новую дискретно-временную систему с полностью аналоговой обработкой, которая сочетает методы сжатого восприятия (compressive sensing, CS) с нелинейным отображением в качестве аналоговых совместных кодов источника и канала для океанского канала. Обработка CS генерирует минимальный объем информации, необходимой для передачи, и эффективно сжимает изображения за счёт использования их разреженности и статистического распределения в вейвлетной области. Нелинейное отображение с использованием заполняющих пространство кривых обеспечивает защиту измерений CS от искажений канала. Таким образом, подводные изображения сжимаются и напрямую кодируются в аналоговой области, полностью избегая процесса оцифровки. Система использует стандартный эквалайзер минимизации среднеквадратической ошибки (MMSE) для компенсации межсимвольных помех (ISI). Моделирование на измеренном акустическом канале в океане продемонстрировало надёжные результаты передачи изображений.