MC-PSK在远程水声通信中的应用及其性能仿真

介绍了基于多载波-相移键控(MC-PSK)调制在远程水声通信系统中的应用,并对调制过程中的相关参数进行了分析比较,最后通过仿真得到了一系列有用结论。     

基于MIMO-OFDM的高速水声通信技术研究

OFDM技术可以对抗水声信道中的多径传播并能实现高的频谱效率,空时编码技术则能够获得空间增益并对抗信道衰落。文中在分析OFDM同步误差和空时分组编码原理的基础上,将这两种无线新技术应用于高速水声通信中,设计实现了一个基于MIMO-OFDM技术的高速水声通信系统,并着重讨论了系统同步的实现方法。湖上实验证明了方案的有效性。     

基于多层双向长短时记忆网络的水声多载波通信索引检测方法

索引调制滤波器组多载波(FBMC-IM)水声通信系统在进行信号检测时,需要先根据均衡后子载波上承载的恢复数据判断出活跃子载波的位置。针对传统检测方法估计索引信息时计算复杂度高且准确度较低的问题,该文结合双向长短时记忆网络(BLSTM)对时序信号进行特征提取的优势,将深度学习理论引入水声信号处理的概念,提出一种基于多层BLSTM的水声通信信号索引检测方法。该方法将传统索引检测问题转化为数据驱动的多元分类问题,在提高估计性能的同时降低了计算复杂度。基于湖试测得的水声信道数据仿真验证了该方法的优越性和鲁棒性,可以作为索引调制机制下的一种通用检测手段。     

智能封堵器水上通信中单片机系统电路的设计

为了实现封堵器海洋工作环境中的无线遥控动作,封堵器在海底工作中采用了水声通信技术.文章首先介绍了水声通信系统的整体设计.在前期工作中,从影响水声通信的因素出发,对水声通讯频率的选择及水声换能器的选型进行了研究,确定了水声通讯的载波频率.在此基础上提出了基于单片机的水声Modem的制作方案,设计了单片机系统电路.并对单片...     

水声通信中基于软判决的块迭代判决反馈均衡器

在单载波频域均衡水声通信系统中,混合结构的时-频域判决反馈均衡器(H-DFE)计算复杂度高,不利于实时实现;而基于硬判决的块迭代判决反馈均衡器(HD-IBDFE)存在错误符号判决造成系统性能下降问题,同时需要估计判决符号和发射数据之间的互相关函数。该文对水声通信中基于软判决的块迭代判决反馈均衡(SD-IBDFE)接收机算法进行了研究,通过对均衡器输出信号进行软判决,并将符号软信息进行反馈,提高了系统性能,同时采用迭代信道估计方法来适应水声信道的时变性。通过仿真比较得出,该方法在水声信道条件下明显优于HD- IBDFE。对湖上试验数据处理结果表明,在浅水1.8 km通信距离下,单通道无编码QPSK调制可实现10-3的误码率并达到3000 bps的有效数据率。     

基于分数阶Fourier变换的正交多载波水声通信系统研究

针对传统OFDM系统在应对深度频率选择性衰落信道时性能下降和多普勒频偏造成子载波相互干扰的问题,提出采用正交的线性调频(LFM)信号作为载波,基于分数阶Fourier变换(FRFT)的正交多载波水声通信方案。该方案选用相同调频斜率,不同中心频率,频带相互重叠的正交LFM作为子载波进行信息调制,以分数阶Fourier变换作为调制解调方法来传输信息。为应对水声信道的多途效应,采用在数据帧与帧之间插入保护间隔(GI)来减小码间干扰。提出结合QDPSK和分数阶域载波位置修正抑制多普勒效应,简化系统复杂度。该方案最高通信速率可达3.6kbit/s,通过仿真研究和湖试实验验证了该方案的有效性与可行性。     

基于DDS的多载波水声通信信号发生器的实现

根据水下远程通信系统对信号发射的要求,设计并实现了由FPGA和DSP组成的水下声通信信号发生器。采用直接数字合成（DDS）方法,实现了多载波频移键控（MFSK）和正交频分复用（OFDM）2种水声远程通信复杂信号。实验结果表明,该系统性能稳定,能够满足水声通信系统对发射信号的实时发生要求。     

水声扩频通信中多普勒估计与补偿算法研究

通信系统普遍受多普勒效应影响,因而载波同步成为通信中的一项关键技术。在水声通信中,由于声速有限,信道中的多普勒效应的影响更为明显。该文在一个基于软件无线电机制的水声扩频通信系统中,对水声信道的多普勒效应进行分析和建模,并在此基础上提出了一种有效的水声扩频多普勒估计与补偿算法。仿真实验表明,算法能够在-22 dB的情况下有效地对15 m/s以内产生的多普勒频移进行估计与补偿。算法经过海试测试,在6节速度及加速减速过程中,系统均能够成功地完成载波同步。     

一种多载波跳频水声通信系统的级联码方案

充分利用多载波跳频水声通信系统的信号特点,提出一种适合系统的级联码方案,给出了相应的编译码结构和算法。通过合理使用交织器,编码方案可以提供较好的纠错能力。     

《无线通信技术》2006年目录分类索引

编码与调制题目作者期(页)平坦衰落信道下MIMO系统一种改进的分层检测算法杨全会蒋朝晖1(51)基于协方差反馈和空时分组码预编码的自适应QAM调制汪俊芳朱光喜金江2(1)基于MFSK的多载波水声通信系统及实验研究韦周芳黄建国2(9)OFDM系统中多用户组合调制自适应比特分配算法李精华孙山林2(18)分组衰落信道下OFDM系统载波干扰线性均衡技术研究苗睿锋王永生王宇2(23)存在多个载波频率偏移的分布式STBC-OFDM系统的均衡技术李争屈代明朱光喜3(1)基于水声信道的级联TCM编码技术研究郭淑霞仵敏娟费益黄建国3(7)浅海水声信道研究与仿真孙博…     

MFSK水声远程通信技术及试验研究

海洋水声信道是多途、时变和频散的信道。论文针对浅海远程80～100km,设计出基于MFSK高数据率水声远程信息传输最佳系统。本系统经湖试验证表明:该技术在远程通信恶劣条件下具有较强抗多径干扰和信道衰落能力,对同步精度要求低,可实现80～100km,40bit/s,10-4量级通信精度的信息可靠传输,性能稳健,易于工程实现。     

水声扩频通信的关键技术及试验研究

针对水下声信道的独特环境,利用扩频通信技术的抗多途、抗干扰、低信噪比检测等优良性能,设计并实现了一个水声扩频通信系统。对于水声通信中严重的多途衰落和多普勒频移现象,采用多径分离再合并技术和实时频率跟踪技术有效地解决了以上问题,大大降低了系统的误码率。并采用沃尔什快速相关算法,实时地处理接收信号。通过湖试和海试,验证了此通信系统的优良性能。可以达到低功耗、远距离、高隐蔽性、低信噪比检测、高可靠性的数据传输性能。     

水声多径信道中的标识延迟空时扩展发射分集

水声信道存在严重的传播时延和多径时延,该文提出了一种带有信道标识的延迟空时扩展(LDSTS)发射分集方案,通过信道探测、延时发射和Rake接收来消除传播时延和多径时延的影响,且顺序延时发射保证了方案的实用性。文中给出了采用频移键控和相移键控调制的LDSTS方案的信号模型、误码率分析和比特误码率的仿真。仿真表明,在多径水声信道中,LDSTS可以更好地实现完全发射分集。     

OFDM水声通信的水池试验验证

影响高速水声通信的2个主要因素是多径引起的码间干扰和有限带宽。正交频分复用技术（OFDM）是一种多载波传输方案,具有良好的抗多途特性和带宽利用率高的特点,因此,在水下通信中具有很好的应用前景。给出了基于OFDM的水声通信系统方案,该方案通过IFFT/FFT来实现编译码,利用循环前缀来克服ISI。消声水池开展的实验验证了给出方案的有效性。     

OFDM水声通信信道估计技术研究

水声通信系统的目的在于高速、可靠地将信源信息经过海洋声信道传输到信宿。正交频分复用(OFDM)技术具有抗多径、频带利用充分、传输数据率高的优点,在水声通信中具有重要的发展前景。但随着传输距离的增加,信道条件恶化,多径、多普勒频移影响加剧,需要设计相适应的OFDM系统并采取有效手段改善系统性能。介绍了基于导频的OFDM信道估计的基本算法,主要研究了LS(最小平方误差)、LMMSE(线性最小均方误差)、LRLMMSE(低秩线性最小均方误差)算法,对各种算法的性能和复杂度进行了分析。     

级联编码在水声OFDM系统中的应用研究

提出一种适用于水声正交频分复用(OFDM)通信中串行级联码结合交织器的差错控制编码方法,采用了信道编码后的正交频分复用技术,可有效解决水下高速数据传输的可靠性问题。介绍了RS与卷积码级联的原理及其在水声通信系统中的应用,在此基础上进行计算机仿真,仿真信道用水声信道仿真软件来模拟,并进行了水池试验。试验结果证明,使用该方案的水声通信系统性能明显得到改善。     

Time-Domain Block and Per-Tone Equalization for MIMO–OFDM in Shallow Underwater Acoustic Communication

Shallow underwater acoustic (UWA) channel exhibits rapid temporal variations, extensive multipath spreads, and severe frequency-dependent attenuations. So, high data rate communication with high spectral efficiency in this challenging medium requires efficient system design. Multiple-input multiple-output orthogonal frequency-division multiplexing (MIMO–OFDM) is a promising solution for reliable transmission over highly dispersive channels. In this paper, we study the equalization of shallow UWA channels when a MIMO–OFDM transmission scheme is used. We address simultaneously the long multipath spread and rapid temporal variations of the channel. These features lead to interblock interference (IBI) along with intercarrier interference (ICI), thereby degrading the system performance. We describe the underwater channel using a general basis expansion model (BEM), and propose time-domain block equalization techniques to jointly eliminate the IBI and ICI. The block equalizers are derived based on minimum mean-square error and zero-forcing criteria. We also develop a novel approach to design two time-domain per-tone equalizers, which minimize bit error rate or mean-square error in each subcarrier. We simulate a typical shallow UWA channel to demonstrate the desirable performance of the proposed equalization techniques in Rayleigh and Rician fading channels.     

MC-CDMA调制在散射通信信道下的性能分析

为提高对流层散射通信系统容量和抗干扰能力,对散射信道下的多载波扩频方案进行研究.基于所建立的Rayleigh 分布对流层散射信道模型,分析了频域扩频多载波技术MC-CDMA的系统性能,对典型散射信道下的系统误码率进行了分析与仿真.结果表明:MC-CDMA可有效提升散射通信系统容量,单用户时系统误码率性能较好,随着用户数和散射信道多普勒频移的增大,系统误码率随之增大,需采用多址干扰控制和子载波干扰消除技术来改善系统误码率性能.     

宽带多载波微波光链路多源非线性数字补偿方法

随着数据通信容量需求的不断增长，微波光子技术在未来宽带卫星通信发展中具有良好的应用潜力。针对宽带多载波微波光链路系统中多种非线性失真共存问题，提出了一种数字线性化方法，通过在数字域进行非线性失真算法补偿，实现了系统多载波射频信号的互调非线性失真、三阶交调非线性失真的共同抑制。实验证明了所提方法的有效性。