一種基於正交空時編碼的多輸入多輸出被動時反水聲通信方法

2023-09-20 23:39:25 1

一種基於正交空時編碼的多輸入多輸出被動時反水聲通信方法
【專利摘要】本發明涉及水聲通信領域，具體涉及水聲通信中一種基於正交空時編碼的多輸入多輸出被動時反水聲通信方法。本發明包括：用線性調頻信號及時反信號構造探測信號；利用所有的信息子信號及其時反信號構造編碼信號矩陣；以一定的時間間隔依次發射探測信號；利用接收到的探測信號構造解碼矩陣；合併接收陣元處理後的信號，以碼元速率進行採樣，經過判決後得到信息碼組的估值。本發明在被動時反水聲通信的接收平臺尺度不受限時，保持接收陣元數不變，通過增加發射陣元數，同時利用多元陣發射和接收所實現的空間分集，可以獲得更高的空間分集增益，進一步提高通信性能。
【專利說明】一種基於正交空時編碼的多輸入多輸出被動時反水聲通信方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及水聲通信領域，具體涉及水聲通信中一種基於正交空時編碼的多輸入多輸出被動時反水聲通信方法。
技術背景
[0002]水聲信道中存在著各種噪聲以及嚴重的多途擴展，因此噪聲幹擾以及多途擴展造成的碼間幹擾成為影響水聲通信性能的兩種主要因素。
[0003]時反技術來源於光學中的相位共軛法，僅需要通過簡單的運算就可以實現空時聚焦，從而達到壓縮多途擴展提高接收信噪比的目的，因此近年來被廣泛的應用於水聲通信領域。按空時聚焦實現方式的不同，時反水聲通信可分為主動時反水聲通信和被動時反水聲通信。主動時反水聲通信的空時聚焦是通過在真實的信道中進行反向傳輸而實現的，被動時反水聲通信的空時聚焦是通過數學上的運算來實現的，雖然主動時反水聲通信和被動時反水聲通信的空時聚焦實現方式不同，但是其所使用的技術是相同的，都利用了匹配濾波技術和多陣元處理的空間分集技術。
[0004]與主動時反通信相比，被動時反通信僅需要進行單向傳輸，沒有收發合置的要求，減小了接收端的硬體複雜程度，因此得到了更為廣泛的研究。有關被動時反水聲通信空時聚焦性能的研究表明，即使通過增加發射信號的能量來降低噪聲幹擾的影響，被動時反處理後的信號仍然會受到由於多途壓縮的不理想而造成的殘餘碼間幹擾的影響。為了進一步壓縮殘餘碼間幹擾，使被動時反處理後的組合信道響應更接近理想信道，通常需要使用陣元數較多的基陣進行接收。中國專利200910072531.0和200910071516.4均採用多元接收陣列組成多通道被動時反來實現抑制多途效應的水聲通信。但是當接收陣的陣元數較多時，難以適用於一些小尺度的水下接收平臺。中國專利201010581840.3採用單個陣元在不同的位置多次發射或多次接收相同的信息幀的方法來獲得空間分集和時間分集，從而等效多元陣被動時反的效果，達到降低接收平臺尺度的目的，但是該技術要求單陣元的收發雙方必須一方能夠移動並且要求進行多次收發。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在於提供一種保證通信性能的基礎上減少接收陣元數以及在接收陣元數相同的情況下提高通信性能的基於正交空時編碼的多輸入多輸出被動時反水聲通/[目方法。
[0006]本發明的目的是這樣實現的:
[0007](I)利用線性調頻信號A1P⑴及時反信號A1P (_t)構造探測信號，P⑴為幅度歸一化的線性調頻信號,A1為常數，AlP (t)和AlP(_t)間存在著保護時間間隔τ，τ大於信道的多途擴展所影響的時間；
[0008](2)根據發射陣元數N將信息碼元劃分為長度相同的L個碼組djnhl =1，…，L，以線性調頻信號A2P (t)作為載波對信息碼組Cl1 (η)進行相位調製得到信息子信號
【權利要求】
1.一種基於正交空時編碼的多輸入多輸出被動時反水聲通信方法，其特徵在於包括下述步驟: (1)利用線性調頻信號A1P(t)及時反信號AlP(-t)構造探測信號，p(t)為幅度歸一化的線性調頻信號，A1為常數，AlP (t)和AlP(_t)間存在著保護時間間隔τ，τ大於信道的多途擴展所影響的時間； (2)根據發射陣元數N將信息碼元劃分為長度相同的L個碼組ddn)，I=以線性調頻信號Ap(t)作為載波對信息碼組Cl1(Ii)進行相位調製得到信息子信號s^A^d^pit- T)利用所有的信息子信號Sl⑴及其時反信號Sl (-t)構造編碼信號矩陣C(t)，
【文檔編號】H04B13/02GK103905153SQ201410121010
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月28日 優先權日:2014年3月28日
【發明者】李海森, 孫琳, 李若, 魏玉闊, 陳寶偉, 周天, 徐超, 朱建軍, 杜偉東, 鄒博 申請人:哈爾濱工程大學