改进的Gold码并行组合扩频水声通信

将映射序列扩频(MSSS)方法用于并行组合扩频(PCSS)水声(UWA)通信,有效降低通信信号峰均比,进而提高通信性能。但当使用Gold码作为扩频码时,由于Gold码的循环移位相加特性,导致映射信号在接收端解相关时会出现伪峰,严重降低通信系统的性能。为了减小伪峰对通信性能的影响,该文提出基于相关峰相位差法的并行组合扩频(PDCP-PCSS)和交织并行组合扩频(IPCSS)两种方法。PDCP-PCSS方法在接收端加入相关峰相位差法对伪峰进行识别和剔除,有效降低了伪峰对通信性能的影响。IPCSS方法将交织技术与并行组合扩频相结合,避免了伪峰的生成。通过仿真和海上试验验证,这两种方法相比于传统的并行组合扩频水声通信(CPCSS)方法具有更好的通信性能,PDCP-PCSS方法的通信性能最优,但适用范围仅限于3个Gold码的组合,而IPCSS方法的适用范围更广。

海洋环境对海洋低频水声扩频通信的影响分析

水声通信是水下舰艇通信的主要手段,从基本物理原理的角度仿真分析海洋环境对水声扩频信号的可能影响,相较于实际海试实验降低了实验难度。选取等熵性质的非均匀介质中的声传播波动方程推导,建立水声信道动力学模型,分析了不同幅度海洋背景噪声下和不同海水密度区间中水声扩频信号传播后的幅频特性和通信误码率的变化。文中,利用Matlab进行微分方程数值解求解和水声传播信号的幅频特性分析。结果表明:1)海洋背景噪声在信噪比高于-20 dB时满足通信准确度要求;2)海水密度的变化对水声扩频通信准确度没有显著影响。

水声扩频通信中多普勒估计与补偿算法研究

通信系统普遍受多普勒效应影响,因而载波同步成为通信中的一项关键技术。在水声通信中,由于声速有限,信道中的多普勒效应的影响更为明显。该文在一个基于软件无线电机制的水声扩频通信系统中,对水声信道的多普勒效应进行分析和建模,并在此基础上提出了一种有效的水声扩频多普勒估计与补偿算法。仿真实验表明,算法能够在-22 dB的情况下有效地对15 m/s以内产生的多普勒频移进行估计与补偿。算法经过海试测试,在6节速度及加速减速过程中,系统均能够成功地完成载波同步。

水声扩频通信系统通信距离模型的改进与仿真

通信距离是水声扩频通信系统性能的关键指标之一。扩频技术是通信领域较为成熟的成果,在水声通信中的应用带来了新的问题。首先对传统的声纳优质因子距离模型进行了阐述;然后介绍并分析了扩频通信技术在水声通信中的应用,依靠平滑平均场理论,对传统的声纳优质因子通信距离预报模型进行改进,首次提出了适合水声扩频通信的距离模型;最后进行仿真计算,从仿真的结果来看,该模型无论在原理上,还是仿真结果都符合水声扩频通信系统的实际,具有一定的指导性和较强的实用性,达到了较为理想的效果,可以为各种水声扩频通信系统提供通信距离预报。

远程水声扩频通信时变多普勒估计与码片同步联合处理算法

在低信噪比的远程浅海水声移动通信中,传统多普勒估计算法难以有效跟踪时变多普勒因子,针对该问题提出了一种基于时频联合搜索的新的时变多普勒跟踪算法。利用正交支路扩频码的扩频增益和互相关特性,结合迭代处理技术,搜索扩频码符号在不同码片相位下的多普勒频谱峰值,选择具有最大峰值的频谱对应的多普勒因子和码片相位,对信号进行多普勒补偿和码片同步。蒙特卡洛仿真表明,该算法能够在信噪比为-18 dB的情况下有效地对10 m.s^(-1)以内产生的时变多普勒进行逐符号跟踪补偿。算法经过海试测试,在远程浅海移动通信中成功完成了多普勒跟踪估计,通信误码率达到10^(-3)。

m序列扩频谱水声通信研究

讨论了m序列水声扩频谱通信的若干关键技术 ,给出了一种m伪随机序列信道编码设计 ,提出了相干重置相乘信道均衡算法 ,并在此基础上给出包络相关解码处理器 .仿真表明 ,相干重置相乘信道均衡器 ,提高了处理增益 ,而且对信道的估计误差不敏感 .

基于FPGA的FWT快速算法实现

研究了基于FPGA的FWT快速实现算法,针对多种不同长度的FWT,采用统一的1024点基32蝶形分解,流水建立后,每32个时钟输出一次FWT结果的最大相关值和对应位置。选用ALTERA公司的EP3C120系列芯片,综合出来的系统速度最高能达到102 MHz。