水声多径信道中的空时分组扩频编码方案

基于空时编码的发射分集具有改善水声通信系统性能的潜力,文章提出了一种空时分组扩频编码(STBSC)方案,可以在有多径传播和路径时延的水声信道中获得发射分集.该方案将经空时分组编码后形成的多路信号用不同的正交码扩频,接收信号经相干解扩后进行独立的最大似然译码.文中给出了方案的理论模型,提出了2种构建判决变量的方法,并在有多径时延和传播时延的信道中进行了性能仿真.仿真结果表明,与单发射的直接序列扩频方案相比,采用两发射、单接收的STBSC方案可获得2 dB的分集增益,采用Rake接收还可增加2.5 dB的分集增益.     

超宽带室内多径信道仿真与特性分析

信道模型是无线通信系统研究和设计的基础。本文在一般无线通信信道模型的基础上,主要分析了超宽带无线通信信道模型S-V模型及IEEE 802.15.3a模型的UWB信道模型的建模方法,给出了几种不同室内环境下的仿真结果,根据仿真结果对超宽带室内多径信道特性进行了分析。     

短距超宽带无线信道上的多径干扰

短距无线信道的多径传播十分复杂，难以预测。关于尝试将一种可分析的模型应用到这种信道上，已在一些论文中提及，包括调制、多址和波形设计技术，但缺乏对实验数据的分析总结。本文采用一种熟悉的分析模型(△-K模型)。研究UWB系统的性能，观察不同的多级调制的权衡表现以及RAKE接收的好处。     

空时无线多径簇信道的仿真分析

文章通过对空时无线信道中来波多径簇的计算,给出多径簇内各来波信号的到达角和传播延迟之间的联合概率密度分布函数及其应用。在不考虑信道时变特性的情况下,考察将来波信号作为单个多径簇情形下两阵元输出信号相关性,并分析其相关影响因素。     

多径独立Rayleigh衰落信道仿真模型

Rayleigh衰落信道仿真是许多类信道仿真的基础。在正弦叠加法的基础上设计了一种新的多径独立Rayleigh衰落信道仿真模型,该模型在保持统计特性基本不变的情况下极大地减少了运算复杂度。最后给出了该模型统计特性的数学推导和仿真分析。     

不同海底地形下海洋信道对水声通信的影响

海底反射是形成多径干扰的主要因素之一,针对由海底引起的水声通信的多径干扰问题,利用信号多径比(SMR)来描述浅海平坦海底、倾斜海底以及深海平坦海底3种不同的海底地形对水声通信的影响。利用真实测量的信道冲击响应数据分析阿拉伯海西北部典型海底地形下的SMR。最后对直接序列扩频(DSSS)系统在3种地形信道下的表现进行仿真研究。对实验信号的分析表明,平坦浅海海底信道具有最严重的多径衰落,是3种信道中最恶劣的,深海信道次之,倾斜海底信道条件较好,直扩信号在倾斜海底信道条件下误码率最低。     

微蜂窝多径时延信道的频率衰落特性

重点讨论了在信号多径传播环境下频率平坦性衰落信息道和频率选择性衰落信道的频率特性,并对多径信道频率选择性衰落的主要特征进行了定性分析。     

一种适用于水声信道盲均衡算法及仿真

对于高阶QAM信号,常数模算法的收敛误差不为零,而多模算法的收敛速度慢,提出了一种混合常数模算法,并将该算法应用于水声信道盲均衡。该算法根据均衡器输出信号模值与其判决模值之间的距离,设置一判决域。根据该判决域,算法的迭代过程在常数模和多模算法之间自动切换,且收敛后自动切换到多模算法。该算法收敛速度快,且均方误差小,特别适合高于高阶QAM信号的盲均衡,通过对水声信道均衡的计算机仿真,验证了该算法的优点及对多途干扰抑制的有效性。     

水声信道的D-SCCC级联编码仿真

论述了应用于水声通信的双串行级联编码（D-SCCC）技术;针对水声通信在某些应用场合高可靠性要求,通过对误码率（BER）的分析,提出了提高水声通信可靠性的编码设计方法,并在给定的水声信道下进行了仿真. 仿真结果表明,相同码率下双串行级联编码与SCCC算法相比,BER瀑布区陡度增大,在BER为10-5时有05dB的编码增益;相同码率下SCCC算法与Turbo码相比,可有效改善Turbo码BER在10-4～10-5出现的错误平层,满足了水声通信传输遥控与遥测指令时的高可靠性需求.     

水声稀疏信道估计与大范围白适应平滑预测研究

研究了对水声稀疏信道的估计与预测．基于水声稀疏信道模型提出了信道重要权系数检测迭代估计算法来对信道的时域冲激响应进行估计,该算法无需预先知道信道多径数,同时可有效利用预估的信道多径数下限减少计算量;基于线性自回归模型提出了大范围自适应平滑预测算法来对水声信道进行预测,无需估计复杂的水声信道二阶统计特性,通过降低信道采样速率和局部平滑以进一步降低预测误差．文中算法比最小二乘（LeastSquares,LS）算法和匹配追踪（MatchingPursuit,MP）算法性能更为优越;当通信距离较短时,信道预测误差在10^2内．本文算法能够对水声稀疏信道进行有效估计和预测,可为水声通信中的自适应技术提供依据．     

基于OFDM信号的自适应水声信道估计算法

建立适用于OFDM水声通信信号的信道估计模型, 对MP算法进行改进, 引入路径门限调整机制克服虚假路径造成的不良影响, 通过重要路径权系数的迭代修正降低非正交性引入的估计误差, 以较小计算量取得了与OMP算法相当的估计精度; 针对传统信道估计算法对信道长度信息的依赖问题, 提出了一种信道长度自适应信道估计算法, 该算法能够对信道估计质量进行实时评价, 并根据评价结果实现信道估计算法预估信道长度的自适应调整, 满足未知水声信道精确估计及通信应用的需要; 基于OFDM导频元素个数与信道估计效果的关系研究, 提出了OFDM导频序列自调整的通信方案, 以较小的带宽损失保证了可靠的水声通信. 通过仿真和实地试验, 验证了该文研究内容的有效性.     

浅海信道水声数字通信系统的性能分析

介绍了一种适用于浅海信道水声数字通信系统的性能分析模型,它包括水声信道传播特性如传播损失,多途结构,信道传输函数等的 水声通信系统性能如通信距离预报,系统信噪比和误码率等的估计,同时还给出了不同条件下性能分析的结果。     

Channel Estimation and Compensation for Underwater Acoustic Pipeline Communication

An estimation and compensation algorithm for underwater acoustic pipeline channel is investigated. A joint time-frequency adaptive signal-to-noise ratio (SNR) estimation based on the maximum likelihood method is introduced firstly, and the Cramer-Rao lower bound (CRLB) is proposed so as to evaluate the performance of the SNR estimation algorithm. For frequency-selective fading channel part, estimation and compensation are made to improve the robustness of the system on the basis of the LMS algorithm. Furthermore,real-time update iteration algorithm in the frequency domain is investigated to realize synchronous receiving and estimation. For verification, simulations and actual data tests were made, and the results show that the algorithm possesses great robustness, efficiency and accuracy inrealization of SNR estimation, signal detection and frequency impulse compensation for the channel.     

母船和潜器水声通信技术研究

给出一种母船和潜器Ｍ制跳频编码水声通信的方法及试验结果。采用信道标校码实时测试水声道的频响特性，并据此实时调整检测门限，可大大减小通信误码率，测试给出了用２ｋＨｚ带宽通信诉结果。若加大通信带宽，可提高通信速率。     

水声MIMO信道模型和容量分析

水声通信系统对数据率的更高要求提出了水声信道容量限的问题。信息理论的研究表明,采用多输入多输出(MIMO)结构具有改善信道容量的潜力。文章对MIMO水声信道模型及信道容量进行了研究。借助于瑞利衰落统计模型和射线模型,建立了时变的MIMO水声信道模型,分析了多径时延以及发射、接收阵元数对时变水声信道容量的影响。文中还基于湖试信道测量数据,给出了信道的功率延迟线和不同信道的中断容量结果。仿真和测量的结果表明,相比单输入单输出(SISO)信道,MIMO水声信道可以获得明显的容量改善;而且相比平坦衰落信道,多径MIMO水声信道可以获得更大的容量增益。     

M元线性调频远程水声通信新技术

浅海远程水声通信由于水声信道带来的严重多径干扰和衰落,导致通信速率低、误码率高以及接收端信噪比低等缺点。针对这一问题,提出了一种比较有效的M元线性调频(LFM)水声通信技术。M元LFM通信技术在发射端利用不同频段内多种不同调制斜率的LFM信号进行信息编码,在接收端用相应的拷贝相关器组进行信息解码。该方法具有较强的抗多径干扰和信道衰落的能力,且在低信噪比下的检测性能好。海试数据分析及仿真结果表明:利用M元LFM技术,在距离为80 km、带宽为200 H z、通带内平均接收信噪比为3 dB的情况下,利用单水听器接收,在误码率为1-0 4条件下,水声远程通信的数据率可达20 b it/s,此时带宽利用率为0.1 b it/(s.H z)。     

适用于水声信道新的盲均衡算法及仿真

对于时变水声信道,由于随机相位失真,常数模算法(constant modulus algorithm,CMA)的误码性能将严重下降.在基于一种双模式盲均衡算法的基础上,提出了一种与相位相关的新的盲均衡算法(NCMA),并用QAM系统进行了计算机仿真.将仿真结果与双模式算法进行比较,显示出该算法性能优于双模式算法,能够达到对信号相位失真的恢复,并且收敛性能优于双模式算法.     

一种适用于高阶QAM信号的水声信道盲均衡算法

目前，盲均衡是水声通信领域中的热点问题。针对多径衰落水声信道的均衡问题，提出了一种修正的超指数迭代盲均衡算法，该算法可校正水声信道引入的载波相位旋转。在收敛阶段采用该算法，之后根据某一切换准则，切换到判决导引算法，可有效减小超指数迭代算法对高阶正交幅度调制信号的剩余均方误差。仿真结果表明，该算法有效纠正了载波相位旋转，并获得了较快的收敛速度和较小的稳态误差，提高了水声通信的质量，因而具有良好的工程应用价值。