發(fā)布時(shí)間：2018-05-04 22:18

  本文選題：多輸入多輸出 + 正交頻分復(fù)用��； 參考：《哈爾濱工程大學(xué)》2014年博士論文

【摘要】：多徑干擾、低載波頻率加之淺海水聲環(huán)境的高背景噪聲以及信道結(jié)構(gòu)的時(shí)變特性,使得淺海水聲信道成為迄今為止最困難的無(wú)線通信信道。此外,水聲通信中可利用的帶寬資源非常有限,通過(guò)提高發(fā)射功率以增加信道容量的方法已經(jīng)接近飽和。因此,高頻譜利用率的OFDM技術(shù)結(jié)合不需要增加可利用帶寬或提高發(fā)射功率而能使信道容量獲得本質(zhì)提高的MIMO技術(shù),成為近年來(lái)水聲通信的新熱點(diǎn)。本論文主要針對(duì)淺海水聲通信中MIMO-OFDM的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,主要工作有:1 MIMO-OFDM水聲通信中的發(fā)射分集和接收分集技術(shù)。分析了接收分集技術(shù)中合并技術(shù)在水聲通信系統(tǒng)中的應(yīng)用;研究了空時(shí)碼技術(shù)在淺海水聲中的應(yīng)用,并通過(guò)仿真結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,給出了多輸入多輸出系統(tǒng)分集算法的選擇依據(jù)。2.MIMO-OFDM水聲通信中的信道估計(jì)技術(shù)。比較分析了幾種信道估計(jì)與補(bǔ)償算法,并給出了選擇具體算法的依據(jù)。在水聲信道的條件下,對(duì)基于輔助導(dǎo)頻的信道估計(jì)算法進(jìn)行了仿真,并對(duì)不同導(dǎo)頻間隔進(jìn)行了性能分析。針對(duì)判決反饋信道均衡算法所存在的誤碼遺傳缺陷,結(jié)合淺海水聲信道的稀疏特性,提出了兩種改進(jìn)的信道估計(jì)與補(bǔ)償技術(shù)。仿真和水池實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí):兩種改進(jìn)的MMSE判決反饋?zhàn)粉櫺诺拦烙?jì)算法不僅可以有效的抑制誤碼遺傳,對(duì)抗突發(fā)噪聲,跟蹤信道的緩慢時(shí)變,同時(shí)可以大幅度降低導(dǎo)頻占用率,提高通信質(zhì)量。3.MIMO-OFDM水聲通信中的峰均比抑制技術(shù)。分析比較了不同種類的峰均比抑制算法。針對(duì)圖樣選擇峰均比抑制算法需要額外傳遞圖樣選擇信息的缺點(diǎn),并結(jié)合淺海水聲信道的稀疏特性,提出一種無(wú)需傳送邊帶信息的圖樣選擇峰均比抑制算法,并給出了三種具體的算法實(shí)現(xiàn)手段。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,改進(jìn)的無(wú)邊帶信息傳輸?shù)膱D樣選擇峰均比抑制算法可以在不損失PAPR抑制性能的前提下,準(zhǔn)確解算出傳輸圖樣,對(duì)抗突發(fā)噪聲,實(shí)現(xiàn)無(wú)邊帶信息傳輸?shù)目煽克�聲通信�?br/>[Abstract]:Multipath interference, low carrier frequency and high background noise in shallow water acoustic environment, as well as the time-varying characteristics of channel structure, make shallow water acoustic channel the most difficult wireless communication channel so far. In addition, the bandwidth resources available in underwater acoustic communication are very limited, and the method of increasing channel capacity by increasing transmission power is nearly saturated. Therefore, OFDM technology with high spectral efficiency combined with MIMO technology, which does not need to increase the available bandwidth or increase the transmission power, has become a new hot spot in underwater acoustic communication in recent years. In this paper, the key technologies of MIMO-OFDM in shallow water acoustic communication are studied. The main work includes the transmit diversity and receive diversity in the 1: 1 MIMO-OFDM underwater acoustic communication. The application of combination technology in underwater acoustic communication system is analyzed, the application of space-time code technology in shallow water acoustic system is studied, and the simulation results are compared with the experimental results. The selection basis of diversity algorithm for multi-input and multi-output systems is presented. 2. The channel estimation technique in MIMO-OFDM underwater acoustic communication is presented. Several channel estimation and compensation algorithms are compared and analyzed. Under the condition of underwater acoustic channel, the channel estimation algorithm based on auxiliary pilot is simulated, and the performance of different pilot intervals is analyzed. Aiming at the error genetic defect of the decision feedback channel equalization algorithm and considering the sparse characteristics of shallow water acoustic channel, two improved channel estimation and compensation techniques are proposed. The results of simulation and tank experiments show that the two improved MMSE decision feedback tracking channel estimation algorithms can not only effectively suppress the error genetic, resist burst noise, and track channel slow time-varying, but also greatly reduce the pilot occupancy rate. Improve communication quality. 3. PAPR suppression technology in MIMO-OFDM underwater acoustic communication. Different PAPR suppression algorithms are analyzed and compared. In view of the disadvantage that the PAPR suppression algorithm of pattern selection requires extra transmission of pattern selection information, and considering the sparse characteristics of shallow water acoustic channel, a new PAPR suppression algorithm is proposed, which does not need to transmit sideband information. Three specific algorithms are given. The simulation and experimental results show that the improved peak-to-average ratio suppression algorithm can accurately solve the transmission pattern without losing the performance of PAPR suppression and resist the burst noise. The reliable underwater acoustic communication with no edge band information transmission is realized.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN929.3

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本文編號(hào)：1844920