一种新的频域波束切换算法

传统的时域波束切换算法(TDSB)在接收基阵阵元数少、单元接收信噪比低的情况下无法正确检测指向信号入射方向的波束,获得阵增益。不适用于水下无人航行器(UUV)远程水声通信系统。针对这一问题,提出了一种频域波束切换算法(FDSB).该算法通过在频域中比较各波束输出信号频谱峰值的大小对波束进行选择、切换。利用设计的UUV声接收基阵对算法进行了性能仿真和湖试实验。仿真结果表明:FDSB算法在单元接收信噪比为-10 dB的情况下仍可以稳定、正确的切换波束;湖试25 km距离上通信实验结果表明:在UUV与信号发射端有相对运动的情况下,应用本文提出FDSB算法对波束进行选择、切换,通信误码率小于10-4.

远程水声通信系统中波束切换新方法

在水下无人航行器(UUV)远程水声通信中利用基阵形成多波束接收信号可以提高接收信噪比,降低通信误码率。但是由于信源与UUV间的相互运动,在接收端需要通过波束切换算法选择输出信噪比最高的波束。由于UUV的通信接收基阵阵元数少,导致接收多波束旁瓣级较高。在这种情况下,对M元频移键控(MFSK)信号调制方式来说,直接比较接收多波束输出信号在通带内能量大小的时域波束切换算法(TDSB)无法正确选择输出信噪比最高的波束,导致通信误码率高。针对这一问题,提出了一种频域波束切换算法(FDSB)。该算法通过在频域中比较各波束输出信号功率谱峰值的大小对波束进行选择、切换。湖上试验结果表明:当通信距离为25 km时,应用TDSB算法无法正确估计输出信噪比最高的波束,通信误码率高。而应用文中提出的FDSB算法,经波束输出后与单阵元接收相比信噪比有5 dB的提高、通信误码率小于10-4。