【摘要】：直擴碼分多址技術是水聲通信組網時常用的手段之一,不同于大部分無線電擴頻系統(tǒng),水聲信道的多途擴展可以達到數十個符號甚至上百個符號,因此其碼間干擾是不可忽略的,信道的時變性要求接收機的參數的更新在碼片速率而不是符號速率。自適應判決反饋均衡已經成功的運用在單用戶的水聲通信當中,但是由于在解擴過程當中的延遲和缺少可靠的碼片判決,所以它不能直接的應用在擴頻信號當中。為了解決這個問題,本文提出了一種接收機結構是把假設結果而不是實際的判決結果作為反饋的方式,大量的事實證明在傳統(tǒng)的符號速率的自適應方法失效的情況下,這種方式能夠很好的應對時變的信道環(huán)境。為驗證以上算法對通信系統(tǒng)的有效性和可靠性的改善,本文以Bellhop產生的南海一月份淺海和深海信道以及G.Proakis提出的B信道為仿真信道進行接收機相關算法的性能仿真,同時文章最后給出了松花湖試驗數據的處理結果和分析。仿真結果表明,假設反饋均衡(CHF)算法有不同的濾波器系數的更新形式,相對于LMS算法,RLS算法具有更好的性能,但是具有較高的復雜度,這限制了它的應用;將鎖相環(huán)和多普勒補償技術相結合能有效的跟蹤時變的信道;分數階均衡器比符號階均衡器具有更低的多普勒敏感性;擴頻長度的增加會給系統(tǒng)帶來更高的信噪比增益,但是同時由于符號長度的增加,信道的時變性會降低系統(tǒng)的性能。為了提高通信速率可以采取高階調制的方法,但是調制階數越高,相位敏高性就越高,相應的系統(tǒng)的性能就會有一定程度的下降。相對于RAKE接收機,CHF接收機更適合緩慢時變信道,這種信道的帶寬內展現出頻譜零點。RAKE接收機要求在一個符號周期內,信道是時不變的,但是復雜度比CHF接收機要低很多。松花湖試驗處理結果表明,CHF接收機可以應對大部分的水聲信道,并且可以通過特定方法找到最佳的均衡器參數,但是對于突發(fā)的干擾或者快變的環(huán)境,接收機表現出了局限性。
【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，兩個最主要的影響傳播損和衰減。擴展損失是幾何損失，由于在聲傳播過程中的波陣面的擴張導擴展，擴展損失和Ｉ／／？２呈正比，柱面擴展，擴展損失和１／及呈正比，在，波陣面的擴展介于球面擴展和柱面擴展之間，擴展損失和１／／？３／２呈ＪＫ射和接收之間的距離［３］。逡逑在水下傳播過程中會以波陣面擴張、介質吸收和散射的形式衰減掉Ｍ。模型和傳播有關。吸收損失是最主要的損失，它主要是以熱量的形式進傳播距離呈正比，而且聲吸收系數會在不同的頻段范圍內隨頻率呈不同直接導致水聲信道可利用的頻段嚴重受限，就這一點而言，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，區(qū)分兩者幾乎是不可能的，所以它們一般合起來計算。計算傳播用式（１－１）來表示：逡逑ＴＬ邋＝邋＼５＼ｏｇＲ邋＋邋ａＲｘ＼0－３

并對比了其性能，后者對時變的信道具有更強的跟蹤能力。為了驗證兩者的性能，在２００３逡逑年秋天，美國Ｗｏｏｄｓ邋Ｈｏ丨ｅ海洋研究所的Ｍｉｌｉｃａ等人，在意大利的Ｅｌｂａ島進行了聲學試逡逑驗。圖１．２給出了試驗的方位。試驗的方位在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１２元垂直陣距離水面３０ｍ，逡逑每個陣元之間的間隔為０．１５ｍ，載波頻率為３３ｋＨｚ，采樣率為９６ｋＨｚ，碼片速率為１９．２ｋｃ／ｓ，逡逑試驗結果表明，在時變的水聲環(huán)境條件下，碼片速率的假設反饋均衡接收機具有更強的逡逑跟蹤能力，，但是計算復雜度更高。在多用戶通信當中，為了支持低概率檢測（ＬＰＤ）通信逡逑需要較大的擴展因子，這種情況下信道在一個符號周期內很可能已經發(fā)生變化，應該選逡逑擇碼片速率更新的ＣＨＦ。為了減少運算復雜度，因為擴展因子比較大，符號周期比較長，逡逑很可能在訓練符號還沒有運算完成己經達到收斂，在這種情況下，可以舍去后面的訓練逡逑符號。逡逑［＼邐＼邋＼
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TN929.3;TN914.42

【參考文獻】

相關期刊論文 前6條

1 王晉興;朱敏;;水聲DS-CDMA通信中多相位假設碼片速率自適應判決反饋均衡算法研究[J];聲學技術;2009年03期

2 趙亮;朱維慶;朱敏;;一種用于水聲相干通信系統(tǒng)的自適應均衡算法[J];電子與信息學報;2008年03期

3 韓晶;黃建國;申曉紅;汪玉;;一種用于多碼擴頻水聲通信的假設反饋均衡算法[J];西北工業(yè)大學學報;2006年06期

4 張宏滔,陸佶人,陳敬軍;一種水聲通信中基于信道估計的假設反饋自適應均衡器[J];聲學技術;2005年02期

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相關碩士學位論文 前2條

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本文編號：2563454