基于OFDM的遠(yuǎn)程水聲通信關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、遠(yuǎn)程水聲通信面臨著可用帶寬有限、多徑效應(yīng)嚴(yán)重、接收端信噪比低以及多普勒頻移等困難。OFDM技術(shù)具有抗多徑，頻帶利用率高等特點，有利于克服遠(yuǎn)程水聲通信中帶寬窄，多徑嚴(yán)重等問題。海水對聲波的吸收性是造成遠(yuǎn)程水聲通信困難的主要原因之一，隨頻率和傳播距離增大而增大的信號衰減導(dǎo)致傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng)很難實現(xiàn)可靠的遠(yuǎn)程水聲通信。本文從海水對聲波的吸收性出發(fā)，以傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng)為基礎(chǔ)展開研究，目的是在低信噪比環(huán)境下仍然能實現(xiàn)可靠的遠(yuǎn)程水聲通信。
　

2、　首先，介紹了OFDM的基本調(diào)制和解調(diào)原理以及其關(guān)鍵技術(shù)中的循環(huán)前綴和基于導(dǎo)頻的信道估計。本文根據(jù)水聲通信的頻率低的特點采用直接發(fā)送信號的實部或者虛部的方法，并將糾錯碼和交織技術(shù)應(yīng)用于水聲OFDM系統(tǒng)以提高系統(tǒng)誤碼率性能。
　　其次，對某海域遠(yuǎn)距離的水聲信道進(jìn)行了建模仿真，仿真表明傳統(tǒng)的OFDM系統(tǒng)無法在接收端信噪比較低時實現(xiàn)可靠的通信。本文以海水吸收聲波的經(jīng)驗公式為基礎(chǔ)設(shè)計了一種基于分組子載波合并的OFDM方案，仿真表明該方案可

3、以有效地改善傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng)的誤碼率性能。
　　然后，在分組子載波合并的基礎(chǔ)上引入擴(kuò)頻碼形成了分組擴(kuò)頻OFDM系統(tǒng)，仿真表明該方案可以有效地降低發(fā)送信號的峰均比，同時具有良好的誤碼率性能。在此基礎(chǔ)之上，本文設(shè)計了一種M進(jìn)制分組擴(kuò)頻OFDM方案以提高傳輸速率，仿真表明接收端信噪較低時，該方案的性能優(yōu)于卷積碼技術(shù)。
　　最后，將卷積碼技術(shù)與本文設(shè)計的OFDM方案結(jié)合起來使用，仿真表明分組擴(kuò)頻OFDM與卷積碼結(jié)合使用時在低信噪比情