纠错码在水声通信体制中的应用

摘要

水声信道是一种极其复杂多变的时-空-频变参信道,声线弯曲和界面反射引起的多途扩展导致了码间干扰。想要实现高速率、低误码率的水声通信,除了选择合适的传输模式、先进的信道均衡技术和增加发射功率等措施来增强系统的性能外,采用强有力的调制方式并结合信道编码技术是很有效的方法。
　　 信道编码可以进一步降低误码率,保证恶劣信道环境下的通信质量,纠错码在水声通信中有着很高的重要性。论文研究了包括RS码、卷积码、Turbo码、LDPC码在内的四种纠错码方案,根据Matlab仿真给出的性能曲线,通过不同参数的比较、分析,论述了码字的性能,最后给出了在选择、设计纠错编码方案时应该考虑的关键问题。
　　 正交频分复用(OFDM)技术频谱利用率高、抗多途能力强、无需均衡的特点,正好解决了高速水声通信中存在的带宽有限、强多途干扰、信道结构快速时变等问题,使其成为高速水声通信中的研究热点。论文结合同步、信道估计和降低峰值平均功率比等关键技术,在仿真实现OFDM系统的基础上,采用信道编码技术构建COFDM系统,对上面提到的四种纠错码分别进行仿真和水池试验。
　　 Pattern时延差编码(PDS)通信体制,以其占空比小、节省功耗、抗码间干扰能力强的优点,可以有效地降低多途衰落及噪声干扰,在水声通信领域有着很强的适用性。水声信号处理中的时间反转镜技术,可以在没有任何先验知识的情况下自适应匹配声信道,通过仿真给出单阵元被动式时间反转镜PDS通信系统性能。最后将前面提到的各种纠错编码方案与PDS相结合构成CPDS系统,针对仿真出的性能曲线展开分析,并进行水池试验。