多載波擴(kuò)頻水聲通信技術(shù)研究.pdf

1、水聲通信與陸地?zé)o線電通信最大的不同之處就在于水聲信道的特殊性。水聲信道的可用帶寬極其有限，多徑效應(yīng)嚴(yán)重，而且存在隨機(jī)時(shí)變、頻變和多普勒。擴(kuò)頻通信技術(shù)犧牲了通信的有效性以換取可靠性，擁有了出色的抗干擾能力和保密性，在時(shí)變和衰落嚴(yán)重的水聲信道條件下有著良好可靠的表現(xiàn)，而且為水下組網(wǎng)通信提供了有效的多址能力。但傳統(tǒng)的擴(kuò)頻水聲通信通信速率過(guò)低，已經(jīng)無(wú)法滿足未來(lái)水聲通信的需要。正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)使用多個(gè)正交的子載波并行傳輸數(shù)據(jù)，有很高的

2、通信速率，而且抗多徑干擾能力強(qiáng)、頻譜利用率高，非常適合應(yīng)用于水聲通信中。將擴(kuò)頻技術(shù)和OFDM技術(shù)結(jié)合起來(lái)的多載波擴(kuò)頻技術(shù)，能夠?qū)⒍叩膬?yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，更加適應(yīng)水聲信道的條件，在未來(lái)的水聲通信中有著廣闊的應(yīng)用前景。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴介紹了CDMA技術(shù)與OFDM技術(shù)結(jié)合的三種不同形式，對(duì)其性能進(jìn)行對(duì)比分析，選定MC-CDMA為本文研究目標(biāo)。詳細(xì)介紹了MC-CDMA通信系統(tǒng)的收發(fā)機(jī)結(jié)構(gòu)及原理，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了本文所使用的MC-C

3、DMA水聲通信系統(tǒng)的基本模型，并對(duì)MC-CDMA技術(shù)應(yīng)用于水聲通信中所需的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了初步研究。⑵研究了MC-CDMA水聲通信系統(tǒng)的信道估計(jì)技術(shù)。從水聲信道的特點(diǎn)入手，進(jìn)行信道建模，為后續(xù)研究提供了信道模型。選擇了基于導(dǎo)頻輔助的信道估計(jì)作為研究對(duì)象。研究了塊狀導(dǎo)頻和梳狀導(dǎo)頻兩種不同方案并在模擬水聲信道條件下進(jìn)行仿真對(duì)比其性能；研究了導(dǎo)頻位置信道響應(yīng)的不同估計(jì)算法、梳狀導(dǎo)頻方案中的插值算法并進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真。研究了對(duì)LMMSE算法的兩種

4、改進(jìn)策略：基于奇異值分解的低秩算法和基于相關(guān)帶寬的改進(jìn)算法，通過(guò)仿真對(duì)比性能，兩種算法都對(duì)常規(guī)LMMSE算法進(jìn)行了有效改進(jìn)，其中基于相關(guān)帶寬的改進(jìn)算法效果更好。⑶研究了MC-CDMA水聲通信系統(tǒng)的分集合并技術(shù)。由水聲信道條件下MC-CDMA系統(tǒng)收發(fā)機(jī)原理入手，介紹了分集合并技術(shù)在整個(gè)系統(tǒng)中的重要性。介紹了MC-CDMA常見的幾種分集合并方案，通過(guò)仿真對(duì)比其性能并尋找規(guī)律。為了尋找最佳分集合并方案，定義了分集合并系數(shù)k。對(duì)不同k值對(duì)應(yīng)方案