自適應(yīng)OFDM水聲通信技術(shù)研究.pdf

1、隨著科技的進(jìn)步，海洋資源開發(fā)、海底石油勘探、環(huán)境監(jiān)測、災(zāi)難預(yù)警等水聲通信技術(shù)得以迅速發(fā)展起來。水聲組網(wǎng)通信逐漸成為水聲通信的一個(gè)重要發(fā)展方向。水聲通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是高吞吐量、低能量消耗。因此，為了滿足水聲通信網(wǎng)絡(luò)在吞吐量和能量消耗方面的要求，水聲鏈路自適應(yīng)技術(shù)成為研究熱點(diǎn)。正交頻分復(fù)用（OFDM）擁有頻譜利用率高、抗多徑能力強(qiáng)等特點(diǎn)。將 OFDM和自適應(yīng)鏈路技術(shù)相結(jié)合能夠充分發(fā)揮各自的技術(shù)優(yōu)勢。
　　本文實(shí)現(xiàn)了在一定誤碼率下采用

2、自適應(yīng)調(diào)制編碼（AMC）技術(shù)增大通信系統(tǒng)吞吐量的目標(biāo)。本文中選擇的信道編碼方案為卷積編碼。文中通過理論推導(dǎo)的方式研究了卷積碼的性能，并且又通過MATLAB仿真的方式研究了卷積編碼對水下OFDM通信性能的改善。
　　本文考慮到自適應(yīng)通信系統(tǒng)對時(shí)間尺度的要求，將多普勒因子建立成一段時(shí)間內(nèi)的線性變量。信道系數(shù)在進(jìn)行多普勒補(bǔ)償（殘留多普勒可忽略不計(jì)）的情況下可以在幾十秒的量級上保持穩(wěn)定，為自適應(yīng) OFDM通信的實(shí)現(xiàn)提供保障。鏈路自適應(yīng)技術(shù)

3、是根據(jù)信道狀況自適應(yīng)地調(diào)整發(fā)射端的一些參數(shù)。本文針對已有和提出的信道評估準(zhǔn)則進(jìn)行仿真研究，確定本文所提出的準(zhǔn)則是合理的、有效的。在信道狀態(tài)信息（CSI）的獲得方面，本文選擇采用正交匹配追蹤（OMP）算法來估計(jì)對信道貢獻(xiàn)較大的路徑，其利用較少的觀測信息就可以還原時(shí)域信道，能夠減少接收機(jī)設(shè)計(jì)復(fù)雜度和能量的浪費(fèi)。
　　其次，本文主要研究了鏈路自適應(yīng)技術(shù)中的自適應(yīng)調(diào)制編碼（AMC）技術(shù)。根據(jù)信道狀況恰當(dāng)?shù)剡x擇每個(gè)子載波的調(diào)制編碼方案（MC

4、S）可以有效地改善 OFDM系統(tǒng)的性能。文中研究了三種自適應(yīng)編碼調(diào)制方式切換算法，并且針對每一種切換算法分別進(jìn)行了理論分析和仿真分析的研究。
　　最后確定整體的通信框架，整個(gè)通信為閉環(huán)設(shè)計(jì)，為了減少反饋信息的數(shù)據(jù)量和增加其可靠性，本文引入了無線自適應(yīng)通信中的SBLA(Simple Bits Loading Algorithm)，此舉大大地減小了反饋信息的數(shù)據(jù)量。最后進(jìn)行水池實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了整個(gè)通信系統(tǒng)的可靠性，證明了自適應(yīng)技術(shù)使得常規(guī)O