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。     

基于深度神经网络的水声FBMC通信信号检测方法

针对传统水声滤波器组多载波(Filter Bank Multi-Carrier,FBMC)通信接收端需经过信道估计和均衡才可恢复出发送符号,系统复杂度高且信道估计精度不佳等问题.文章将深度神经网络融入到水声多载波通信当中,提出一种基于深度神经网络的水声FBMC信号检测方法.在训练阶段通过大量的数据迭代、调试超参数和优化...     

OFDM水声通信降低限幅噪声的改进算法

为了降低正交频分复用（OFDM）水声（UWA）通信系统的峰均比（PAPR）,使放大器能工作在线性有效区,传统的限幅方法通常会引入较大的限幅噪声。针对这一问题,提出了一种低复杂度的降低限幅噪声的算法。该算法采用不同的限幅门限对不同的信号幅度作限幅处理,同时将处理结果以限幅向量的形式传送至接收端,以准确恢复相应被限数据的原始幅度,从而降低限幅噪声。通过理论分析和计算机仿真,结果表明该算法在少量增加系统运算复杂度的前提下,能使线性放大器工作在有效范围内,而且能够有效抑制系统的限幅噪声。     

基于分频带传输的单载波水声通信技术研究

针对正交频分复用技术的峰均功率比较高且对多普勒频偏敏感等问题,提出基于分频带传输的单载波水声通信技术,为水下高速通信领域提供了一种可行性方案。该方案将相对较宽的通信频带划分为若干子带,在每个子带间插入保护频带,以消除载波间干扰。开展了水声通信试验,发射换能器频带被划分为两个子频带,每个子带带宽为2.25 kHz,子频带保护间隔为0.75 kHz,载波频率分别为3 kHz和6 kHz. 采用被动时间反转镜联合判决反馈均衡器的接收机结构抑制码间干扰,当映射方式为8相移键控时,3 km、5 km和7 km距离上的试验数据均实现了通信速率为9 kbit/s的 低误码率数据传输,验证了该系统的稳健性。     

水声通信中能量效率的初步研究

描述了能量效率(energy efficiency)和在水下无线通信网络中最优化的数据包结构特点.由于水下传感器节点的电池能量受到限制,能效就成为数据包结构设计中最先考虑的环节.ns2是一种面向对象的,由离散事件驱动的,运行在UNIX操作系统中的网络模拟器,本文利用模拟器软件得到水声通信能效图表,从而对最优的数据包的选择进行了研究.     

基于MFSK的多载波水声通信系统及实验研究

本文在深入研究水声通信信道特性及多载波关键技术的基础上,设计并研制了基于M FSK的高速自适应多载波水声通信系统,并进行了湖上实验。理论分析、仿真及湖上试验结果表明:基于M FSK的多载波水声通信系统,多径抑制有效,对同步的精确度要求不高,性能稳健,更适合于恶劣水声通信环境下、中距离(10~30km)较高数据率多载波通信系统,易于工程实现,具有良好的应用前景。     

Joint low‐complexity equalization and CFO estimation and compensation for UWA‐OFDM communication systems

Frequency synchronization has a great importance in preserving the performance of the underwater acoustic (UWA) orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems. The carrier frequency offset (CFO) estimation can be blind or data‐aided. In this paper, the Zadoff‐Chu (ZC) sequences are used for OFDM synchronization in UWA communications, and they are compared with different data‐aided algorithms. We propose a low‐complexity algorithm for CFO estimation based on ZC sequences. Also, a joint equalization and CFO compensation scheme for UWA‐OFDM communication systems is presented. Simulation results demonstrate that the proposed CFO estimation algorithm allows estimation of the CFO accurately with a simple implementation in comparison with the traditional schemes. Also, the performance of the UWA‐OFDM system can be preserved in the presence of frequency offsets.     

基于矢量传感器的高速水声通信技术研究

矢量传感器较传统声压水听器有诸多优势，但将其应用于水声通信领域在国内外却未见有公开的文献报道、由此研究了声压和振速的联合处理获得指向性增益的方法，理论上证明在均匀加权的情况下，指向性增益为4.8dB、研究了最优权的选取方法，在最优权条件下，指向性增益为6dB、将该处理方法应用于相位调制的高速水声通信中，并结合自适应均衡算法进行相干解调和解码．建立了一套以矢量传感器为接收器的相位调制通信系统，在松花湖进行了试验研究，试验结果表明，该方法可有效地降低通信误码率，提高通信系统的作用距离．     

水下通信网的MAC层协议及TDCDMA技术的Opnet仿真

本文借鉴了通信网的关键技术 MAC( Media Access Control)层多址接入技术 ,提出了 TDCDMA,并在水声信道条件下仿真了此协议的性能参数 ,然后根据协议的缺点进行了改进 ,验证了优化后的协议可以提高网络的吞吐量     

Performance enhancement of UWA‐OFDM communication systems based on FWHT

The available bandwidth of underwater environment tends to several kilohertz, which considers the main challenges of communications under sea water. On the other hand, the bit‐error‐rate (BER) performance degrades because of several reasons such as multipath propagation, time variabilities of the channel, attenuation, and water temperature. In this paper, we aim to improve the underwater acoustic (UWA) BER system performance by using orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) based on fast Walsh‐Hadamard transform (FWHT) instead off fast Fourier transform (FFT). We proposed a low‐complexity equalization and carrier frequency offset (CFO) compensation for UWA‐OFDM–based FWHT using banded‐matrix approximation concept. Simulation results show that the UWA‐OFDM–based FWHT with low‐density parity check (LDPC) codes give a good improvement performance compared with traditional OFDM in UWA system especially in case of estimation errors.