本文關(guān)鍵詞：MIMO水聲通信空時編碼技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：水聲信道是一個典型的時變多徑信道,在水聲通信系統(tǒng)中會引起信號的衰落,這嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的可靠接收,降低了系統(tǒng)的性能�？諘r編碼技術(shù)是以分集技術(shù)和MIMO系統(tǒng)為基礎(chǔ)的一種信道編碼方案,在無線通信中已經(jīng)取得了一定應(yīng)用,能有效地抵抗衰落�，F(xiàn)在將空時編碼技術(shù)應(yīng)用到水聲通信系統(tǒng)中來,選擇空時分組碼作為主要研究對象,構(gòu)建水聲通信空時頻編碼系統(tǒng)模型,在低信噪比情況下實現(xiàn)可靠的水聲通信。本文首先介紹了水聲信道的傳輸特性并建立水聲信道模型。結(jié)合OFDM系統(tǒng)的基本原理和技術(shù),給出一個傳統(tǒng)OFDM水聲通信系統(tǒng)和OFDM系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計方法。其次,引入分集技術(shù)和MIMO系統(tǒng),對三類空時編碼技術(shù)的原理、編譯碼方案進行了分析。分析可見STBC碼編譯碼方案比較適合水聲通信,對其進行性能仿真并選擇該編碼技術(shù)應(yīng)用在后續(xù)水聲通信系統(tǒng)中。然后,構(gòu)建水聲通信STBC-OFDM系統(tǒng)模型,對系統(tǒng)進行信道容量仿真和性能仿真,結(jié)果表明,STBC-OFDM系統(tǒng)的誤碼率性能比傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng)好很多。但是隨著傳輸速率的增大,系統(tǒng)性能有所下降。為了在保證系統(tǒng)速率的情況下降低系統(tǒng)誤碼率,研究了一種滿分集滿速率的旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)正交空時編碼方案(QOSTBC-OFDM),仿真表明,該方案性能要優(yōu)于STBC-OFDM系統(tǒng)。最后,在OFDM系統(tǒng)的前提下,研究一種新的在時域、空域和頻域三維編碼的更適合時變頻率選擇性衰落水聲信道的空時頻編碼方案(STBFC-OFDM),仿真結(jié)果表明,在時變水聲信道中該系統(tǒng)性能要優(yōu)于STBC-OFDM系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上研究一種旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)正交空時頻碼,結(jié)果表明,相同信息速率下該系統(tǒng)誤比特率要低于QOSTBC-OFDM和STBFC-OFDM系統(tǒng)。為了進一步改善系統(tǒng)性能,將QOSTBFC-OFDM系統(tǒng)與卷積碼級聯(lián),仿真表明,串行級聯(lián)系統(tǒng)在低信噪比條件下能達到較低誤比特率,能實現(xiàn)可靠傳輸。本文研究的MIMO水聲通信空時頻編碼系統(tǒng)能有效地降低系統(tǒng)誤比特率,改善系統(tǒng)性能,在低信噪比環(huán)境下實現(xiàn)可靠水聲通信。
【關(guān)鍵詞】：水聲通信 正交頻分復(fù)用 多入多出 空時編碼 空時頻編碼
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-12
• 1.1 引言8
• 1.2 水聲通信技術(shù)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀8-10
• 1.3 論文的研究內(nèi)容10-12
• 第二章 水聲通信系統(tǒng)12-28
• 2.1 水聲信道12-21
• 2.1.1 水聲信道傳輸特性12-14
• 2.1.2 海水中的聲速14-15
• 2.1.3 水聲信道聲場模型15-16
• 2.1.4 水聲信道仿真建模16-21
• 2.2 OFDM技術(shù)21-26
• 2.2.1 OFDM基本原理21-24
• 2.2.2 OFDM相關(guān)技術(shù)24-26
• 2.3 OFDM系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)計26
• 2.4 本章小結(jié)26-28
• 第三章 空時編碼技術(shù)28-44
• 3.1 分集技術(shù)28-29
• 3.1.1 時間分集28
• 3.1.2 空間分集28-29
• 3.1.3 頻率分集29
• 3.2 MIMO系統(tǒng)結(jié)構(gòu)29-30
• 3.3 空時編碼系統(tǒng)30-42
• 3.3.1 空時編碼系統(tǒng)結(jié)構(gòu)30-32
• 3.3.2 空時編碼設(shè)計準(zhǔn)則32-34
• 3.3.3 空時編碼技術(shù)34-42
• 3.4 本章小結(jié)42-44
• 第四章 MIMO水聲通信空時編碼系統(tǒng)44-70
• 4.1 正交空時分組編碼44-47
• 4.1.1 STBC編碼方案44-46
• 4.1.2 STBC譯碼方案46-47
• 4.2 水聲通信STBC-OFDM系統(tǒng)47-51
• 4.2.1 STBC-OFDM系統(tǒng)模型47-49
• 4.2.2 STBC-OFDM系統(tǒng)編譯碼方案49-51
• 4.3 水聲通信STBC-OFDM系統(tǒng)信道容量仿真51-59
• 4.3.1 換能器布放對信道容量影響的仿真分析51-58
• 4.3.2 多徑擴展對信道容量影響的仿真分析58-59
• 4.4 水聲通信STBC-OFDM系統(tǒng)性能仿真59-65
• 4.4.1 換能器布放對系統(tǒng)性能影響的仿真分析59-62
• 4.4.2 水聲通信系統(tǒng)性能仿真分析62-65
• 4.5 水聲通信QOSTBC-OFDM系統(tǒng)65-69
• 4.5.1 QOSTBC-OFDM系統(tǒng)編譯碼方案66-68
• 4.5.2 QOSTBC-OFDM系統(tǒng)性能仿真68-69
• 4.6 本章小結(jié)69-70
• 第五章 MIMO水聲通信空時頻編碼系統(tǒng)70-84
• 5.1 水聲通信STBFC-OFDM系統(tǒng)70-76
• 5.1.1 STBFC-OFDM系統(tǒng)模型70-74
• 5.1.2 STBFC-OFDM系統(tǒng)性能仿真74-76
• 5.2 水聲通信QOSTBFC-OFDM系統(tǒng)76-78
• 5.2.1 QOSTBFC-OFDM系統(tǒng)模型76-77
• 5.2.2 QOSTBFC-OFDM系統(tǒng)性能仿真77-78
• 5.3 水聲通信串行級聯(lián)QOSTBFC-OFDM系統(tǒng)78-83
• 5.3.1 串行級聯(lián)QOSTBFC-OFDM系統(tǒng)模型78-82
• 5.3.2 串行級聯(lián)QOSTBFC-OFDM系統(tǒng)性能仿真82-83
• 5.4 本章小結(jié)83-84
• 第六章 總結(jié)84-86
• 6.1 工作內(nèi)容總結(jié)84-85
• 6.2 展望85-86
• 致謝86-88
• 參考文獻88-90

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