水聲擴頻多址通信技術(shù)研究.pdf

1、鑒于水聲通信網(wǎng)在民用和軍事兩方面巨大的應(yīng)用潛力，多用戶水聲通信近年來受到了各研究機構(gòu)的重視，這種對水下通信網(wǎng)的廣泛興趣已經(jīng)開始和無人水下潛器及水下無線傳感網(wǎng)絡(luò)融合并開啟了一系列對深海探測的序曲。然而水聲信道是極其惡劣的，具有時變、空變、強多途干擾、可用頻帶窄、環(huán)境噪聲高等特點，使得水聲通信的發(fā)展一直比較緩慢。擴頻通信具有較強的抗多徑能力、抗干擾能力、保密能力、組網(wǎng)通信能力，能夠在低信噪比環(huán)境下工作。因此，擴頻通信在水聲信道中有著其獨特優(yōu)

2、勢。時間反轉(zhuǎn)鏡技術(shù)不需要任何聲信道的先驗知識，可自適應(yīng)匹配聲信道，具有較好的實用性。在多用戶通信中，水聲信道的時變、空變特性決定了不同通信節(jié)點與主節(jié)點間信道的互相關(guān)性弱的特點，時間反轉(zhuǎn)鏡技術(shù)不僅能夠利用聚焦期望用戶自身的多途分量，同時還能夠抑制非期望用戶的干擾。利用高階的Gold序列進行差分編碼后作同步頭，接收端無需載波估計，便于提高同步獲取精度，完成信道估計。矢量傳感器可以實時共點同步地獲得豐富的聲場信息并對目標方位進行估計，平均聲強

3、器和復聲強器被看成是基于單個矢量傳感器自身指向性進行方位估計的最為常用最傳統(tǒng)的方法，但這些方法對于同頻帶的多用戶來說，理論極限僅能測量兩個用戶。
　　 本文提出了單矢量有源平均聲強器算法，利用擴頻通信中的偽隨機碼相關(guān)特性可同時測得多個用戶的方位，利用估計的用戶方位構(gòu)建矢量組合，調(diào)整矢量傳感器的指向性，實現(xiàn)各用戶定向通信，抑制多址干擾，增加處理增益，降低通信誤碼率。對頻帶相同的擴頻多用戶通信進行了仿真及試驗研究，驗證了有源平均聲強

4、器的有效性和實用性。由于在現(xiàn)實中不同擴頻信號之間存在著一定的相關(guān)性，不同用戶之間形成干擾，尤其在水聲通信中選用Gold序列階數(shù)較小，當用戶數(shù)量增加時，這種由相關(guān)性帶來的干擾將變得更加嚴重。利用陣列的波束形成，可以降低處于不同波束的用戶之間的干擾，實現(xiàn)空分多址，本文通過仿真對比了常規(guī)波束形成(CBF)和指向最小方差波束形成(STMV)方法在水聲多址通信中的應(yīng)用效果，與CBF相比，STMV具有更好的方位分辨能力，在實現(xiàn)空分多址的同時，可以有