基于OFDM/OQAM的水声通信系统研究与设计

来源 :大连海事大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:zx20060522
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随着人们对海洋资源关注的增加,水声通信也随之受到越来越多的关注。然而,由于海洋环境和陆上环境的大不相同,适用于陆上的许多通信技术,应用于水声通信时性能会有所下降。此外,由于水声信道存在着严重的时变性和频率选择性,使得水声通信系统的搭建存在极大的挑战。OFDM/OQAM技术使用一组由同一个原型脉冲变换得到的滤波器对信道频谱进行划分,可以灵活分配频谱资源。该技术不需要使用循环前缀,而是通过设计原型脉冲的时-频聚集性来抵抗ISI和ICI,具有频谱利用率高、带外辐射低等特点。此外,该技术保留了部分正交特性,使得接收系统相对简单。正是这些因素促使我们研究并设计基于OFDM/OQAM技术的水声通信系统。首先研究了水声信道的基本特性,接着研究了一种考虑各种海洋环境因素的水声信道模型,并给出了水声信道相关的仿真结果。其次,分别研究了OFDM和OFDM/OQAM两系统的基本原理、快速实现及通带信号的产生方式,并比较了两者在不同信道模型下的性能。第三,对OFDM/OQAM系统的IAM信道估计技术进行了研究,并比较了不同方式在不同信道模型下的性能,以寻找更适于该系统的信道估计技术。最后,利用PCI-9222数据采集卡、水声换能器等设备搭建了一个水声通信系统实验平台。基于之前的分析研究,编程实现了基于C语言的OFDM/OQAM水声通信系统的部分关键功能模块,包括OFDM/OQAM系统通带信号的产生、控制数据采集卡实现信号的发送和采集、接收数据的处理等。用C语言控制数据采集卡产生特定频率的正弦波验证了该实验平台的性能,然后将不同参数的OFDM/OQAM系统应用到该实验平台中,完成了数据的发送和接收、误码率统计等工作,并测试了在已知无线多径信道下IAM信道估计方式的性能,为水声通信系统的搭建提供了一个实验平台。
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