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水声迭代接收机中的超Nyquist技术和速率兼容编码技术
  • ISSN号:1006-7043
  • 期刊名称:《哈尔滨工程大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TN911.5[电子电信—通信与信息系统;电子电信—信息与通信工程] TB567[交通运输工程—水声工程;理学—物理;理学—声学]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工程大学水声技术重点实验室,黑龙江哈尔滨150001, [2]哈尔滨工程大学水声工程学院,黑龙江哈尔滨150001
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(50909029,61471138); 国际科技合作专项项目(2013DFR20050); 水声技术重点实验室基金项目(201420040); 国防科学技术工业委员会基础研究基金项目(B2420132004).
中文摘要:

为良好水声信道条件设计的通信方案在恶劣信道条件下无法工作,而为恶劣水声信道条件设计的通信方案在良好信道条件下虽然可以有效工作,但是系统频谱利用率极低;为提高系统的频带利用率,通常的手段是提高调制星座的阶数,然而大量实践研究工作表明高阶的调制星座很难在水声信道有效工作。针对以上问题,本文提出一种联合超Nyquist信号发射技术和速率兼容打孔编码技术的自适应迭代接收技术;在低阶星座条件下通过超Nyquist信号发射技术可提高系统的频带利用率,采用速率兼容打孔卷积码编码技术可适应信道变化提高系统的稳健性。仿真研究表明本文提出的方案的频谱利用率在较高信噪比的加性高斯白噪声信道条件下可以超过QPSK调制的信道容量。湖上高速(最高6 kn)走航试验表明:在浅水时变的多途信道条件下,本文提出的超Nyquist发射方案可是实现无误码率数据传输,其频谱利用率为1.8 bit/(s·Hz)。

英文摘要:

The underwater acoustic communication systems designed for good channel conditions do not work well in harsh channel conditions,and although those designed for harsh channel conditions can work effectively in good channel conditions,the spectral utilization efficiency of these communication systems is very low; while increasing the order of the modulation constellation is an effective way to improve the bandwidth efficiency of these systems,empirical studies show that a high-order modulation constellation works with difficulty in underwater acoustic channels. This paper proposes an adaptive iterative receiver,based on the super-Nyquist and rate-compatible punctured coding techniques. The super-Nyquist technique can improve the bandwidth efficiency of the system with a low-order modulation constellation,and the rate-compatible punctured coding technique can adaptively adjust to changes in the channel. Simulation results show that the spectral efficiency of the proposed receiver can exceed the channel capacity of QPSK modulation in the additive white Gaussian noise channel with a high SNR. Experimental results from a high-speed( up to 6 knots) sailing trial show that the proposed receiver can achieve data transmission with an error-free bit rate and a spectral efficiency of 1. 8 bit /( s · Hz) in shallow water channels with rich multipath spread and time-variance characteristics.

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期刊信息
  • 《哈尔滨工程大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国工业和信息化部
  • 主办单位:哈尔滨工程大学
  • 主编:杨士莪
  • 地址:哈尔滨市南岗区南通大街145号1号楼
  • 邮编:150001
  • 邮箱:xuebao@hrbeu.edu.cn
  • 电话:0451-82519357
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-7043
  • 国内统一刊号:ISSN:23-1390/U
  • 邮发代号:14-111
  • 获奖情况:
  • 工信部科技期刊评比"优秀期刊奖",中国高校科技期刊评比"精品期刊奖","北方十佳期刊奖",首届黑龙江省政府出版奖--优秀期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:11823