PDS體制在水下聲通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、水下聲（UWA）信道的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在極為有限的通信帶寬，多途效應(yīng)，非平穩(wěn)的海洋環(huán)境噪聲和本地噪聲，時(shí)變、空變、隨機(jī)性以及多普勒效應(yīng)五個(gè)方面，它們對(duì)水聲通信性能有著一定的影響。由于水聲信道與無線電信道有著許多相似之處，很多無線通信技術(shù)都值得水聲通信借鑒。在本課題中采用了PDS（Pattern-時(shí)延差編碼）體制來實(shí)現(xiàn)水聲通信。PDS體制是在發(fā)射端利用線性調(diào)頻信號(hào)（LFM）矩形脈沖的時(shí)延值進(jìn)行信息編碼，在接收端采用時(shí)延估計(jì)技術(shù)進(jìn)行時(shí)延解碼，不

2、同的時(shí)延值代表不同的信息。PDS利用了信號(hào)碼元波形結(jié)構(gòu)進(jìn)行多維信道編碼，并利用線性調(diào)頻信號(hào)（LFM）良好的線性壓縮特性，具有較強(qiáng)的抗多途時(shí)延擴(kuò)展的能力，有效地克服了碼間干擾和碼內(nèi)干擾。它可實(shí)現(xiàn)低信噪比條件下的信號(hào)檢測(cè)。多比特編碼可以使通信速率成倍的提高。而且較好地解決了同步問題。在本課題中，首先對(duì)信號(hào)模式進(jìn)行設(shè)計(jì)，選擇恰當(dāng)?shù)腜attern個(gè)數(shù)以及合適Pattern信號(hào)來提高抗多途干擾的能力和通信速率。然后在軟件無線電的框架下，對(duì)整個(gè)接收

3、系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在這個(gè)過程之中，進(jìn)行減采樣處理可以提高系統(tǒng)的運(yùn)算速度而且不會(huì)影響算法的性能；為了適應(yīng)外界環(huán)境的變化采用自適應(yīng)的同步檢測(cè)方式得到同步峰值的位置，同時(shí)結(jié)合對(duì)幀內(nèi)模式信號(hào)的二次定位，準(zhǔn)確的得出每一幀的位置；解碼時(shí)通過正交雙通道處理以及復(fù)相關(guān)運(yùn)算以消除相位抖動(dòng)；在經(jīng)典的時(shí)延估計(jì)理論上運(yùn)用了一種快速的時(shí)延估計(jì)算法，只計(jì)算少量的相關(guān)值就可以進(jìn)行解碼，從而提高了運(yùn)算速度。最后實(shí)現(xiàn)了接受系統(tǒng)的實(shí)時(shí)處理。研究表明，PDS這一新型編碼體制具有