基于協(xié)作分集的水聲通信系統(tǒng)關鍵技術研究.pdf

1、水聲OFDM通信系統(tǒng)可以有效地克服頻率選擇性衰落，是目前非常有潛力的淺海高速水聲通信解決方案之一。提高系統(tǒng)的整體性能，可以從兩個方面來考慮:一方面，在保證魯棒性能的前提下，提高其吐吞量，具有重要的意義。疊加編碼技術由于可以同時發(fā)送多路數(shù)據(jù)，目前作為高吞吐率可行性方案而備受關注。當水聲信道條件相對較好的情況下，將疊加編碼技術應用于水聲OFDM通信系統(tǒng)，在獲得基本信號的同時可以獲得額外信息。同時，通過預編碼技術延長系統(tǒng)的生存期。水聲通信過程

2、中往往會存在較大的載波頻率偏移，水聲OFDM通信系統(tǒng)對載波頻率偏移相對敏感，而造成嚴重的載波間干擾，直接影響系統(tǒng)的性能。另外，當接收端的能量有限時，我們需要盡量減少接收端的復雜度。而預編碼技術將接收端的均衡濾波器搬到發(fā)送端，我們在水聲OFDM通信系統(tǒng)發(fā)送端加入預編碼技術后，可以預先消除信道ICI對系統(tǒng)的影響，提高系統(tǒng)性能的同時可以簡化接收端的復雜度。本文的主要工作概括如下:
　　(1)首先對國內外在水聲通信技術領域的研究現(xiàn)狀進行分

3、析，提出將疊加編碼和預編碼應用在水聲中繼協(xié)作通信系統(tǒng)模型中;
　　(2)對水聲信道的主要特性和仿真中用到的水聲信道模型進行分析，對OFDM技術的基本原理進行了簡述，并對水聲中繼協(xié)作通信模型的性能進行初步分析。
　　(3)研究疊加編碼技術的編解碼基本原理，并對基本原理進行了仿真與性能分析，仿真結果表明疊加編碼在保證兩路信號誤比特率性能的前提下，可以提高系統(tǒng)的吞吐量。并將疊加編碼技術應用于雙源雙宿的協(xié)作分集系統(tǒng)中。同時對系統(tǒng)的工

4、作模式進行了初步探討。最后對系統(tǒng)性能進行實驗驗證，結果表明通過選擇適當?shù)墓β史峙湟蜃邮强梢员ＷC兩路信號的誤比特率性能。
　　(4)研究不同預編碼方案的性能。分析水聲OFDM通信系統(tǒng)存在的ICI，提出消除ICI的預編碼方法，研究線性預編碼和THP預編碼的基本原理，并對可以獲取理想信道狀態(tài)信息的系統(tǒng)進行性能仿真及分析，仿真結果表明預編碼能夠預先消除ICI的影響，提高系統(tǒng)的性能。對系統(tǒng)性能進行水池實驗驗證，結果表明預編碼系統(tǒng)的誤比特率仍