水声通信中的信道均衡技术研究

水声通信中的信道均衡技术研究

论文摘要

水声信道通常是被认为是非平稳的,其特点是具有严重的多途、多普勒效应及时变、空变性。这就给水声通信带来了很大的困难,传统的时域均衡技术,无论是在单载波通信,还是正交频分复用系统都存在均衡困难。现代水声通信正在向高速率,大容量,高可靠性的方向发展,由于水声信道的特殊性,要保证较高的通信速率和较低的误码率,就需要高效可靠地通信系统。空间分集技术,能有效抑制水声信道的衰变和多途,降低通信系统误码率,可以在较为恶劣的条件下实现高速可靠的水声通信,是未来水声通信的发展方向之一。本文以抑制水声信道多径传播效应为出发点,论文工作主要有以下几方面:1、在研究OFDM水声通信系统原理基础上,详细研究了OFDM均衡技术中的信道估计算法,包括最小平方(LS)信道估计算法和最小均方误差(MMSE)信道估计算法。利用MATLAB仿真验证了算法性能。2、在研究单载波频域均衡系统原理的基础上,详细研究了单载波频域均衡系统特殊字UW的产生方法及基于UW的信道估计算法,包括迫零均衡(ZF)准则和最小均方误差(MMSE)准则,研究了改进的信道估计与均衡算法,利用MATLAB仿真验证了改进算法性能。3、研究了空间分集技术的三种合并方式:最大比合并,等增益合并和选择式合并,在此基础上,详细研究了OFDM和单载波频域均衡系统与空间分集技术的结合。利用MATLAB仿真验证了该方法的可行性。4、进行水池实验,验证了OFDM信道估计算法、单载波频域均衡信道估计与均衡算法及OFDM和单载波频域均衡系统与空间分集技术结合的可行性。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 论文研究背景及意义
  • 1.2 水声通信的发展历史及研究现状
  • 1.3 论文的主要工作
  • 第2章 多载波基本原理及均衡算法
  • 2.1 OFDM基本原理
  • 2.1.1 OFDM系统的基本模型
  • 2.1.2 OFDM的表示形式
  • 2.2 OFDM水声信道估计与均衡技术
  • 2.2.1 信道估计
  • 2.2.2 信道估计算法
  • 2.2.3 信道均衡
  • 2.3 仿真结果分析
  • 2.4 本章小结
  • 第3章 单载波频域均衡系统原理及算法
  • 3.1 单载波频域均衡系统
  • 3.1.1 SC-FDE系统的基本原理
  • 3.1.2 SC-FDE系统的负载帧格式
  • 3.2 单载波频域系统基于UW的信道估计与均衡
  • 3.2.1 独特字UW的产生方法
  • 3.2.2 基于UW的信道估计算法
  • 3.2.3 单载波频域均衡算法
  • 3.3 仿真结果及分析
  • 3.3.1 信道估计算法仿真
  • 3.3.2 信道均衡算法仿真
  • 3.4 本章小结
  • 第4章 高速水声通信的空间分集技术
  • 4.1 分集信号的合并技术
  • 4.1.1 最大比合并
  • 4.1.2 等增益合并
  • 4.1.3 选择式合并
  • 4.2 OFDM空间分集技术
  • 4.2.1 概述
  • 4.2.2 计算机仿真结果分析
  • 4.3 单载波频域均衡空间分集技术
  • 4.3.1 概述
  • 4.3.2 计算机仿真结果分析
  • 4.4 本章小结
  • 第5章 水池实验及数据分析
  • 5.1 试验环境
  • 5.2 OFDM水池试验数据分析
  • 5.3 SC-FDE水池试验数据分析
  • 5.4 空间分集技术水池试验结果
  • 5.4.1 OFDM水池试验数据分析
  • 5.4.2 SC-FDE水池试验数据分析
  • 5.5 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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