高速水下傳感器網(wǎng)絡(luò)信道建模和容量分析.pdf

1、水下傳感器網(wǎng)絡(luò)是傳感器技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與水下通信技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的新研究領(lǐng)域,其中水下通信技術(shù)研究的關(guān)鍵環(huán)節(jié)包括:水聲傳播模型、水聲通信模式和水聲換能器等。為了適應(yīng)水下傳感器網(wǎng)絡(luò)高速率業(yè)務(wù)的需要,越來越多的通信技術(shù)被提出并應(yīng)用到水聲通信中,其中OFDM和MIMO技術(shù)因其具有抵御信道頻率選擇性衰落和成倍的增加系統(tǒng)吞吐量的特性,被多數(shù)方案選擇為物理層的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
　　本文對水下傳感器網(wǎng)絡(luò)的底層通信技術(shù)進(jìn)行了研究。首先分析了水聲通信的

2、多徑傳播環(huán)境,利用BELLHOP射線跟蹤模型分析了水聲信號在傳播過程中的能量損耗和散射、折射情況,仿真結(jié)果表明水聲多徑傳輸?shù)牟ㄟ_(dá)結(jié)構(gòu)有明顯的時延,信道沖激響應(yīng)具有明顯的稀疏特性,能量分布比較分散。
　　課題還對OFDM-MIMO的水聲通信的信道容量極限和限制條件進(jìn)行了研究,分析了在不同MIMO換能器陣元功率分配算法下的信道容量,并推導(dǎo)了當(dāng)收發(fā)節(jié)點存在相對運動時MIMO時空相關(guān)性改變所導(dǎo)致的信道容量變化。同時,為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)速率的最大