基于協(xié)作分集的水聲通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、水聲OFDM通信系統(tǒng)可以有效地克服頻率選擇性衰落，是目前非常有潛力的淺海高速水聲通信解決方案之一。提高系統(tǒng)的整體性能，可以從兩個(gè)方面來考慮:一方面，在保證魯棒性能的前提下，提高其吐吞量，具有重要的意義。疊加編碼技術(shù)由于可以同時(shí)發(fā)送多路數(shù)據(jù)，目前作為高吞吐率可行性方案而備受關(guān)注。當(dāng)水聲信道條件相對(duì)較好的情況下，將疊加編碼技術(shù)應(yīng)用于水聲OFDM通信系統(tǒng)，在獲得基本信號(hào)的同時(shí)可以獲得額外信息。同時(shí)，通過預(yù)編碼技術(shù)延長(zhǎng)系統(tǒng)的生存期。水聲通信過程

2、中往往會(huì)存在較大的載波頻率偏移，水聲OFDM通信系統(tǒng)對(duì)載波頻率偏移相對(duì)敏感，而造成嚴(yán)重的載波間干擾，直接影響系統(tǒng)的性能。另外，當(dāng)接收端的能量有限時(shí)，我們需要盡量減少接收端的復(fù)雜度。而預(yù)編碼技術(shù)將接收端的均衡濾波器搬到發(fā)送端，我們?cè)谒昈FDM通信系統(tǒng)發(fā)送端加入預(yù)編碼技術(shù)后，可以預(yù)先消除信道ICI對(duì)系統(tǒng)的影響，提高系統(tǒng)性能的同時(shí)可以簡(jiǎn)化接收端的復(fù)雜度。本文的主要工作概括如下:
　　(1)首先對(duì)國(guó)內(nèi)外在水聲通信技術(shù)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分

3、析，提出將疊加編碼和預(yù)編碼應(yīng)用在水聲中繼協(xié)作通信系統(tǒng)模型中;
　　(2)對(duì)水聲信道的主要特性和仿真中用到的水聲信道模型進(jìn)行分析，對(duì)OFDM技術(shù)的基本原理進(jìn)行了簡(jiǎn)述，并對(duì)水聲中繼協(xié)作通信模型的性能進(jìn)行初步分析。
　　(3)研究疊加編碼技術(shù)的編解碼基本原理，并對(duì)基本原理進(jìn)行了仿真與性能分析，仿真結(jié)果表明疊加編碼在保證兩路信號(hào)誤比特率性能的前提下，可以提高系統(tǒng)的吞吐量。并將疊加編碼技術(shù)應(yīng)用于雙源雙宿的協(xié)作分集系統(tǒng)中。同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的工

4、作模式進(jìn)行了初步探討。最后對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明通過選擇適當(dāng)?shù)墓β史峙湟蜃邮强梢员ＷC兩路信號(hào)的誤比特率性能。
　　(4)研究不同預(yù)編碼方案的性能。分析水聲OFDM通信系統(tǒng)存在的ICI，提出消除ICI的預(yù)編碼方法，研究線性預(yù)編碼和THP預(yù)編碼的基本原理，并對(duì)可以獲取理想信道狀態(tài)信息的系統(tǒng)進(jìn)行性能仿真及分析，仿真結(jié)果表明預(yù)編碼能夠預(yù)先消除ICI的影響，提高系統(tǒng)的性能。對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行水池實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明預(yù)編碼系統(tǒng)的誤比特率仍