【摘要】：直擴(kuò)碼分多址技術(shù)是水聲通信組網(wǎng)時(shí)常用的手段之一,不同于大部分無(wú)線電擴(kuò)頻系統(tǒng),水聲信道的多途擴(kuò)展可以達(dá)到數(shù)十個(gè)符號(hào)甚至上百個(gè)符號(hào),因此其碼間干擾是不可忽略的,信道的時(shí)變性要求接收機(jī)的參數(shù)的更新在碼片速率而不是符號(hào)速率。自適應(yīng)判決反饋均衡已經(jīng)成功的運(yùn)用在單用戶的水聲通信當(dāng)中,但是由于在解擴(kuò)過(guò)程當(dāng)中的延遲和缺少可靠的碼片判決,所以它不能直接的應(yīng)用在擴(kuò)頻信號(hào)當(dāng)中。為了解決這個(gè)問(wèn)題,本文提出了一種接收機(jī)結(jié)構(gòu)是把假設(shè)結(jié)果而不是實(shí)際的判決結(jié)果作為反饋的方式,大量的事實(shí)證明在傳統(tǒng)的符號(hào)速率的自適應(yīng)方法失效的情況下,這種方式能夠很好的應(yīng)對(duì)時(shí)變的信道環(huán)境。為驗(yàn)證以上算法對(duì)通信系統(tǒng)的有效性和可靠性的改善,本文以Bellhop產(chǎn)生的南海一月份淺海和深海信道以及G.Proakis提出的B信道為仿真信道進(jìn)行接收機(jī)相關(guān)算法的性能仿真,同時(shí)文章最后給出了松花湖試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理結(jié)果和分析。仿真結(jié)果表明,假設(shè)反饋均衡(CHF)算法有不同的濾波器系數(shù)的更新形式,相對(duì)于LMS算法,RLS算法具有更好的性能,但是具有較高的復(fù)雜度,這限制了它的應(yīng)用;將鎖相環(huán)和多普勒補(bǔ)償技術(shù)相結(jié)合能有效的跟蹤時(shí)變的信道;分?jǐn)?shù)階均衡器比符號(hào)階均衡器具有更低的多普勒敏感性;擴(kuò)頻長(zhǎng)度的增加會(huì)給系統(tǒng)帶來(lái)更高的信噪比增益,但是同時(shí)由于符號(hào)長(zhǎng)度的增加,信道的時(shí)變性會(huì)降低系統(tǒng)的性能。為了提高通信速率可以采取高階調(diào)制的方法,但是調(diào)制階數(shù)越高,相位敏高性就越高,相應(yīng)的系統(tǒng)的性能就會(huì)有一定程度的下降。相對(duì)于RAKE接收機(jī),CHF接收機(jī)更適合緩慢時(shí)變信道,這種信道的帶寬內(nèi)展現(xiàn)出頻譜零點(diǎn)。RAKE接收機(jī)要求在一個(gè)符號(hào)周期內(nèi),信道是時(shí)不變的,但是復(fù)雜度比CHF接收機(jī)要低很多。松花湖試驗(yàn)處理結(jié)果表明,CHF接收機(jī)可以應(yīng)對(duì)大部分的水聲信道,并且可以通過(guò)特定方法找到最佳的均衡器參數(shù),但是對(duì)于突發(fā)的干擾或者快變的環(huán)境,接收機(jī)表現(xiàn)出了局限性。
【圖文】：

圖１．１典型的水聲信道逡逑通信的有限帶寬的主要是受傳播損失的限制，兩個(gè)最主要的影響傳播損和衰減。擴(kuò)展損失是幾何損失，由于在聲傳播過(guò)程中的波陣面的擴(kuò)張導(dǎo)擴(kuò)展，擴(kuò)展損失和Ｉ／／？２呈正比，柱面擴(kuò)展，擴(kuò)展損失和１／及呈正比，在，波陣面的擴(kuò)展介于球面擴(kuò)展和柱面擴(kuò)展之間，擴(kuò)展損失和１／／？３／２呈ＪＫ射和接收之間的距離［３］。逡逑在水下傳播過(guò)程中會(huì)以波陣面擴(kuò)張、介質(zhì)吸收和散射的形式衰減掉Ｍ。模型和傳播有關(guān)。吸收損失是最主要的損失，它主要是以熱量的形式進(jìn)傳播距離呈正比，而且聲吸收系數(shù)會(huì)在不同的頻段范圍內(nèi)隨頻率呈不同直接導(dǎo)致水聲信道可利用的頻段嚴(yán)重受限，就這一點(diǎn)而言，水聲在海電的傳播要困難的多。散射發(fā)生在海面、海底以及海水的不均勻性。在失時(shí)，區(qū)分兩者幾乎是不可能的，所以它們一般合起來(lái)計(jì)算。計(jì)算傳播用式（１－１）來(lái)表示：逡逑ＴＬ邋＝邋＼５＼ｏｇＲ邋＋邋ａＲｘ＼0－３

并對(duì)比了其性能，后者對(duì)時(shí)變的信道具有更強(qiáng)的跟蹤能力。為了驗(yàn)證兩者的性能，在２００３逡逑年秋天，美國(guó)Ｗｏｏｄｓ邋Ｈｏ丨ｅ海洋研究所的Ｍｉｌｉｃａ等人，在意大利的Ｅｌｂａ島進(jìn)行了聲學(xué)試逡逑驗(yàn)。圖１．２給出了試驗(yàn)的方位。試驗(yàn)的方位在４２．９２°Ｎ，９．９９°Ｅ，接收和發(fā)射之間的距離逡逑為２．３ｋｍ，水深為１００ｍ，發(fā)射端距離水面２０ｍ，接收端是一個(gè)１２元垂直陣距離水面３０ｍ，逡逑每個(gè)陣元之間的間隔為０．１５ｍ，載波頻率為３３ｋＨｚ，采樣率為９６ｋＨｚ，碼片速率為１９．２ｋｃ／ｓ，逡逑試驗(yàn)結(jié)果表明，在時(shí)變的水聲環(huán)境條件下，碼片速率的假設(shè)反饋均衡接收機(jī)具有更強(qiáng)的逡逑跟蹤能力，，但是計(jì)算復(fù)雜度更高。在多用戶通信當(dāng)中，為了支持低概率檢測(cè)（ＬＰＤ）通信逡逑需要較大的擴(kuò)展因子，這種情況下信道在一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)很可能已經(jīng)發(fā)生變化，應(yīng)該選逡逑擇碼片速率更新的ＣＨＦ。為了減少運(yùn)算復(fù)雜度，因?yàn)閿U(kuò)展因子比較大，符號(hào)周期比較長(zhǎng)，逡逑很可能在訓(xùn)練符號(hào)還沒有運(yùn)算完成己經(jīng)達(dá)到收斂，在這種情況下，可以舍去后面的訓(xùn)練逡逑符號(hào)。逡逑［＼邐＼邋＼
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN929.3;TN914.42

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2563454