收稿日期:2022-11-15摇摇摇摇摇摇修回日期:2023-03-19基金项目:国家自然科学基金项目(61372044)作者简介:朱晓雨(1998-),女,硕士研究生,通讯作者,研究方向为深度学习;曹自平(1974-),男,教授,研究方向为超声波通信。超声波穿金属无线通信噪声智能抑制方法研究朱晓雨,曹自平,崔红涛(南京邮电大学通信与信息工程学院,江苏南京210003)摘摇要:超声波是面向密闭金属腔体内外间进行无线通信时一种较为理想的信息传输媒介,回波是超声波穿金属无线通信系统的主要噪声来源。针对现有超声波穿金属无线通信系统中回波消除技术的局限,该文引入深度学习方法来实现一种新的回波消除技术方案进行通信接收端信号信噪比的改善。搭建了由摄像头、发射端FPGA、发射端超声换能器、金属铝块、接收端超声换能器和接收端FPGA组成的试验型超声波穿金属无线通信系统,作为信道的铝块其厚度为50mm,基带频率为10MHz。使用全卷积时域音频分离网络对超声波穿金属通信系统接收端的信号进行盲源分离,模型经过45次训练后较好实现了去除混合信号中的无用噪声而增强超声波信号的信噪比,在通信速率2Mbps条件下实现了13.57dB的SDR提升量和39.70dB的SI-SDR提升量。关键词:神经网络;超声波通信;回波消除;深度学习;盲源分离中图分类号:TP399摇摇摇摇摇摇摇文献标识码:A摇摇摇摇摇摇文章编号:1673-629X(2023)09-0190-06doi:10.3969/j.issn.1673-629X.2023.09.028ResearchonIntelligentNoiseSuppressionMethodofUltrasonicthroughMetalWirelessCommunicationZHUXiao-yu,CAOZi-ping,CUIHong-tao(SchoolofCommunicationandInformationEngineering,NanjingUniversityofPostsandTelecommunications,Nanjing210003,China)Abstract:Ultrasonicwaveisakindofidealinformationtransmissionmediumforwirelesscommunicationbetweentheinsideandoutsideofclosedmetalcavity.Echoisthemainnoisesourceofultrasonicwirelesscommunicationsystemthroughmetal.Aimingatthelimitationofechocancellationtechnologyintheexistingultrasonicmetal-penetratingwirelesscommunicationsystem,weintroduceanewechocancellationtechnologyschemetoimprovethesignaltonoiseratioofcommunicationreceiver.Anexperimentalultrasonicmetal-penetratingwirelesscommunicationsystemcomposedofcamera,transmitterFPGA,transmitterultrasonictransducer,metal-aluminumblock,receiverultrasonictransducerandreceiverFPGAwasbui...
