基于字典设计的正交线性调频信号复用水声通信系统

作     者：付晓梅 马馨玉 王思宁 崔俊飞 Fu Xiaomei;Ma Xinyu;Wang Sining;Cui Junfei

作者机构：天津大学海洋科学与技术学院天津300072 

基　　金：天津市技术创新引导专项基金资助项目(21YDTPJC00850) 国家自然科学基金资助项目(61571323) 

出 版 物：《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 (Journal of Tianjin University：Science and Technology)

年 卷 期：2022年第55卷第7期

页      码：682-689页

摘      要：基于离散菲涅耳变换的正交线性调频信号复用技术(OCDM)具有一定的抗多径能力,近年来成为极具潜力的水声多载波通信方法.然而,由于水声信道严重的多径扩展和多普勒扩展,降低了OCDM水声通信系统可靠性,限制了OCDM应用于水声通信系统的可行性.为了增强OCDM水声通信系统的抗多径和抗多普勒能力,可以通过改变载波的时频特性以提高OCDM适应信道环境能力,而改变载波的时频特性可以通过信号分析领域的字典设计来实现.通过把OCDM系统中的菲涅耳变换矩阵等效为信号分析领域中的字典矩阵,将字典设计引入到多载波调制矩阵设计,以改变载波的时频特性,提出了基于字典设计的正交线性调频信号复用(Dic-OCDM)水声通信系统.利用字典设计中的线性变换方法,通过合理设计字典原子,对间隔更大的线性调频原子重新排列,并保持矩阵维度不变,既能保留OCDM系统中线性调频信号抗多径能力,又能在增大Dic-OCDM系统子载波间隔的同时保证调制符号长度不变,进而能够有效抵抗水声信道多径扩展和多普勒扩展.仿真实验验证了Dic-OCDM系统抗多径扩展和多普勒扩展能力,尤其在循环前缀不足和多普勒扩展严重情况下,Dic-OCDM系统误码率性能均优于正交频分复用(OFDM)系统和OCDM系统,同时在欠载条件下,Dic-OCDM性能进一步提高.湖试实验测试了3个系统的误码率性能,进一步验证了Dic-OCDM系统的有效性.

主 题 词：水声通信 多载波通信 正交线性调频信号复用技术 正交频分复用技术 字典设计 

学科分类：082403[082403] 08[工学] 0824[工学-林业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.11784/tdxbz202105058

馆 藏 号：203111647...