基于單載波頻域均衡的水聲協(xié)作檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、人類對(duì)海洋資源的開發(fā)，離不開水聲通信等基礎(chǔ)設(shè)施的支持。而海洋環(huán)境的復(fù)雜多變性使得水聲信道是目前最復(fù)雜的無(wú)線通信信道之一，導(dǎo)致了水聲通信的鏈路可靠性較低。協(xié)作通信的提出，則為解決這一難題提供了契機(jī)，因其優(yōu)勢(shì)之一就是可提高鏈路可靠性。
　　協(xié)作通信中節(jié)點(diǎn)采用單天線結(jié)構(gòu)，故不受終端尺寸、體積的限制，且協(xié)作通信技術(shù)非常靈活，可與其它技術(shù)相結(jié)合，突出各自優(yōu)點(diǎn)，因而十分適合應(yīng)用于水聲通信。但水聲信道延遲擴(kuò)展時(shí)間長(zhǎng)，為消除碼間干擾(Inter

2、Symbol Interference, ISI)，需采用均衡技術(shù)，傳統(tǒng)的時(shí)域均衡為達(dá)到一定的性能，所需的抽頭長(zhǎng)度與延遲擴(kuò)展時(shí)間有關(guān)，因而復(fù)雜度較高。而OFDM技術(shù)雖具有一定的抑制ISI的能力，但其存在峰均比高的缺點(diǎn)?？紤]復(fù)雜度和峰均比的問(wèn)題，本文采用單載波頻域均衡體制，因其具有峰均比和復(fù)雜度低等優(yōu)點(diǎn)。水聲協(xié)作通信包含內(nèi)容很多，本文僅從信息檢測(cè)角度出發(fā)，研究水聲協(xié)作檢測(cè)技術(shù)，包含合并處理和節(jié)點(diǎn)選擇問(wèn)題。
　　在本文研究中，首先對(duì)水

3、聲信道的主要特性進(jìn)行了分析，包括聲速的變化、聲傳播損失、海洋噪聲、多徑效應(yīng)、多普勒效應(yīng)，基于信道特性建立了水聲信道模型，還分析了水聲信道對(duì)水聲協(xié)作檢測(cè)的影響。
　　其次，在基于單載波頻域均衡的水聲協(xié)作通信系統(tǒng)中，研究了中繼節(jié)點(diǎn)工作于放大轉(zhuǎn)發(fā)模式時(shí)，對(duì)來(lái)自于各節(jié)點(diǎn)信號(hào)的自適應(yīng)合并處理方法。該方法能根據(jù)信號(hào)的穩(wěn)態(tài)均方誤差，自適應(yīng)調(diào)整合并系數(shù)，且取得與最大比合并相近的性能，但其并不需假設(shè)各節(jié)點(diǎn)間的信道狀態(tài)信息已知，因而更適合于實(shí)際的水聲

4、協(xié)作通信系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步考慮多普勒效應(yīng)，提出了一種自適應(yīng)合并與多普勒補(bǔ)償聯(lián)合實(shí)現(xiàn)的算法，并對(duì)算法進(jìn)行了仿真，與現(xiàn)有方法進(jìn)行了對(duì)比分析。
　　最后，對(duì)水聲協(xié)作通信系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)選擇問(wèn)題進(jìn)行了研究，提出了一種基于穩(wěn)態(tài)均方誤差的中繼節(jié)點(diǎn)選擇方案。該方案以頻域均衡的輸出穩(wěn)態(tài)均方誤差作為指標(biāo)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)的選擇，因穩(wěn)態(tài)均方誤差是影響頻域均衡檢測(cè)性能的重要參數(shù)，其值越小，檢測(cè)性能越好，反之則越差，由對(duì)各節(jié)點(diǎn)信號(hào)處理的穩(wěn)態(tài)均方誤差值的大小即可確