一种基于DSP的实时水声跳频通信系统研究

水声信道是一种极其复杂的时空频变信道,在进行水声通信中,必须克服强多途和大起伏等干扰.抗干扰能力强、隐蔽性好的跳频通信技术应用于水声通信领域,具有独特的优势,是近年来高稳健性水声通信技术研究中的一个热点.本文构建了一种基于DSP硬件平台的实时水声跳频通信系统,给出了系统编解码技术的实现方法.发射的帧信号由粗同步信号、细同步信号、时延信号和m序列生成的跳频信号组成,采用补零FFT的方法进行解码,提高了鉴频分辨率.通过实验室水池实验,验证了所设计系统在低信噪比条件下的可行性和稳定性.由于m序列生成的跳频图案隐蔽性强,该系统也可用于水声保密通信.     

基于伪随机线性调频的双序列跳频通信方法

为解决双序列跳频在对偶信道被干扰时误码率较高的问题,提出一种基于伪随机线性调频(LFM)的双序列跳频(PRLFM_BSFH)通信方法.在发送端,将线性调频信号作为特征信息与双序列跳频信号混频后通过射频(RF)前端发射出去;在接收端,将接收信号解跳后采用分数阶傅里叶变换进行处理,然后经过抽样判决得到发送端信息.构建了基于伪随机线性调频的双序列跳频通信系统模型,推导了其在瑞利信道下抗跟踪干扰和部分频带干扰的误码率(BER)表达式,并对理论分析进行仿真验证.结果表明:该通信方法的抗干扰性能优于双序列跳频,在不同干扰参数设置下,均有至少5 dB以上的性能增益.     

基于定点DSP的浅海水下通讯控制技术

介绍了一种应用于浅海的基于定点DSP的跳频水声遥控通讯及控制技术.在浅海环境水声信道的多途效应造成水声通讯质量急剧下降的情况下,利用跳频编码抗多途干扰的优势及DSP芯片强大的实时数据处理功能,实现低误码率的水声遥控和控制.目前该技术已成功地应用于相关试验控制系统中.     

混沌跳频序列的DSP实现

混沌现象本身的特点非常适合于充当伪随机码,满足日益增长的通信保密性,安全性要求。提出了一种设计FH-CDMA的新方法,基于logistic映射,利用DSP(数字信号处理器)芯片实现了一种混沌跳频序列,用m序列对数字化混沌系统实施扰动以克服有限精度效应,并对该序列的汉明相关性进行了分析,结果表明它具有良好的性能,适用于实际跳频通信系统。     

基于一种Logistic映射的混沌跳频序列

基于Logistic映射,提出了产生混沌跳频序列的方法。分析了该混沌跳频序列对初始条件的敏感依赖性和相关性,然后进行了数值模拟,并对该方法所产生序列的相关性与其他方法进行了比较。实验结果表明,用该方法产生的混沌跳频序列具有更好的相关性,它适用于跳频多址通信。     

基于COFDM系统的自适应混合自动重传请求

针对比较恶劣的无线信道环境下低密度奇偶校验码与正交频分复用相结合的通信系统不能得到比较理想的误码率的问题,该文基于编码正交频分复用(COFDM)系统设计了一种自适应混合自动重传请求(HARQ)方案,它充分利用发送端获得的信道估计信息对每次重传的数据序列进行自适应交织来降低信道对同一比特的影响,从而降低接收端的误码率.仿真结果表明,自适应混合自动重传请求与编码正交频分复用相结合,无论是在高斯信道或是莱斯信道下都能很好地降低误码率.     

矢量多载波多元差分混沌移位键控在水声信道下的性能研究

水声信道具有严重的时频双选择衰落特性,使得设计性能稳健的水声通信系统极为困难。为了克服水声信道时频双选择衰落带来的信道难以跟踪的挑战,提出一种采用非相干检测的多载波混沌通信系统,该系统基于差分混沌移位键控,将参考信号以及经扩频调制的信息承载信号当作矢量组,对这些矢量组进行离散傅里叶逆变换(inverse discrete Flourier transform, IDFT)完成多载波调制,经串-并转换后输出。在时频双选择性衰落信道下的仿真表明该系统具有良好的抗多普勒频移的特性,此外,在仿真水声信道和实测水声信道下的实验结果表明,该系统在水声信道下能够获得稳健的性能,相对于已有的多载波多元差分混沌调制方案,具有更好的抗时频双选择衰落的性能。     

CDMA系统中一种基于导频的自适应信道估计

提出了一种面向直接序列扩频(DS-CDMA)通信系统的基于导频信号的自适应信道估计方法，该方法在CDMA前向链路上采用计算效率高、易于实现的导频信号滤波器，针对不同的移动信道环境，可以从事先计算得到的表中选出最优导频信号滤波器系数，以实现自适应信道估计，仿真结果表明，采用了这种自适应信道估计方法的CDMA系统的误码率性能比非自适应系统有很大提高。     

水声OFDM系统多普勒频移和信道的联合估计

水声通信是近年来研究的热点,但由于水声信道本身的问题,如多径延迟、多普勒频移、信号衰减、窄带宽、时变等特点,使得水声通信传输数据速率低,传输误码率(BER)高.正交频分复用(OFDM)在水声通信中具有很大优势,但它对载波频率偏移(CFO)敏感.基于循环前缀正交频分复用(CP-OFDM)的水声通信系统,对多普勒引起的CFO进行补偿,同时利用延迟-多普勒域中的稀疏性对水声双选信道进行压缩感知信道估计.通过计算机仿真和水池实验,验证了这种双选信道估计的有效性和可靠性.     

AWGN信道下的SFH/MFSK通信系统误码性能的仿真

慢跳频通信系统的抗干扰性能优于快跳频通信系统.在慢跳频通信系统模型的基础上,分析了理想同步高斯白噪声(AWGN)信道下SFH/MFSK的误码率性能.Matlab/Simulink仿真得到了不同情况下的误码率与信噪比的关系曲线,验证了文中理论分析的正确性.