波束形成技術(shù)及其在水聲通信中的應(yīng)用研究.pdf

1、多徑哀落、頻帶有限和共信道干擾是影響寬帶水聲通信性能和容量的主要因素。OFDM技術(shù)具有較高的頻譜利用率和良好的抗多徑干擾能力，被廣泛地用于解決寬帶水聲通信中頻帶有限和多徑哀落對系統(tǒng)性能影響的問題。波束形成技術(shù)被認(rèn)為是解決共信道干擾的重要途徑，其主要功能是使接收系統(tǒng)形成空間指向性，進行空域濾波，抑制干擾或噪聲，提高接收端信噪比，增加系統(tǒng)容量。將波束形成技術(shù)應(yīng)用于OFDM水聲通信中，在不需要額外的發(fā)射功率或頻帶的條件下，可以進一步增加OFD

2、M水聲通信系統(tǒng)的信道容量，提高系統(tǒng)通信距離。
　　波束形成算法決定了波束形成器的性能。MVDR波束形成算法在干擾抑制和方位分辨力方面都具有明顯優(yōu)勢，然而，MVDR是一種窄帶信號處理方法，對于OFDM水聲通信系統(tǒng)中的已調(diào)寬帶信號并不適用，因此需要將窄帶MVDR算法擴展到寬帶，基于此本文重點研究了適用于OFDM水聲通信的寬帶MVDR波束形成算法，包括寬帶非相干MVDR算法和STMV算法，在此基礎(chǔ)上提出一種CBF和STMV級聯(lián)式的改進算

3、法，解決了STMV算法感興趣方位波束譜背景變高的問題，并有效地降低了STMV算法的運算量，改進算法綜合了CBF和STMV算法優(yōu)點，具有算法穩(wěn)健、分辨力高和抗干擾性能強等特點。
　　在寬帶MVDR波束形成算法研究的基礎(chǔ)上，本文提出并設(shè)計了基于CBF、STMV以及改進STMV算法的OFDM水聲通信系統(tǒng)，仿真結(jié)果表明采用波束形成技術(shù)的OFDM系統(tǒng)較傳統(tǒng)的單水聽器OFDM系統(tǒng)的通信性能得到了大幅提升，驗證了波束形成技術(shù)在OFDM水聲通信中