水声OFDM时变多普勒补偿技术研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wsw361
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声波是目前唯一可以远程传送的水下信息载体,水声信道具有带宽窄、多径强、噪声高、时空-频率是随机变化等特性,因此,要实现节点之间的水下高速、精准通信比较困难。正交频分复用(Orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)技术具有抑制多径效应和高频率利用等优点,适用于水下高速通信然而通信节点之间相对移动产生的多普勒频率变化将会造成OFDM系统子载波干扰,影响OFDM通信系统性能。本文首先研究了OFDM基本原理,并从时域、频域分析子载波之间的正交性。其次研究了由收发端相对运动引起的多普勒效应并分析多普勒效应对OFDM系统子载波间正交性的影响。本文针对由收发端相对运动引起的子信道干扰,提出了PEMD(Pilot EMD)自适应均衡算法,该算法使用相干检测方法分离信号中心频率处的频偏分量,并使用EMD技术分解相干检测处理后的信号频率分量,进而估计出多普勒引起的信号频偏,随后用自适应均衡算法进行残余多普勒补偿。同时本文提出了基于WFFT(Wavelet FFT)的多普勒抑制算法。该方法将信道分解与重构作为总体思想,利用一组预定函数来分解信道。在重构过程中,根据函数逼近思想,使用这组预定的函数逼近信道函数。采用差分相干检测技术联合自适应随机梯度算法获得信号重构过程中的抽头系数,该方法具有良好的导频性能和信道追踪能力。最后进行了算法仿真,并做了水池实验初步检验了算法的可行性。
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