基于双差分组合扩频编码的MIMO移动水声通信技术研究

基本信息
批准号:61701449
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:27.00
负责人:杜鹏宇
学科分类:
依托单位:中国船舶集团有限公司第七一五研究所
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张宏滔,岳志杰,谢哲,熊省军,姬托
关键词:
MIMO水声通信多普勒干扰同道干扰扩频通信
结项摘要

Mobile multi-input multi-output (MIMO) underwater acoustic communication has a great significance of application in both military and civil fields. However, under the condition of mobile, it will become very difficult to restrain the co-channel interference (CoI) and Doppler interference in MIMO underwater acoustic communication, which needs to be solved urgently. Through the combination of theoretical analysis and experimental verification, this project intends to carry out the research of mobile MIMO spread spectrum underwater acoustic communication technology. The research includes: 1)In-depth analysis of the characteristics of MIMO mobile acoustic communication channel based on actual test data; 2)A double-differentially MIMO combined spread spectrum codec technique with strong anti-Doppler performance is proposed to significantly improve the performance of MIMO spread spectrum communication system under mobile conditions; 3)A MIMO frequency domain equalization algorithm is proposed to effectively suppress CoI under the condition of weak spatial diversity of MIMO channel. .Based on the theoretical analysis of MIMO mobile channel characteristics, this paper makes different mathematical modeling of the same MIMO system to highlights the main contradiction and designs the MIMO frequency domain equalization algorithm. Combined with the double-differentially combined spread spectrum codec technique, it provides theoretical basis and technical support to solve the two major problems of CoI and Doppler interference in the mobile MIMO acoustic communication. It can also provide new ideas of physical layer multiple access interference suppression in underwater acoustic communication network.

MIMO移动水声通信在军事和民用领域均具有重要的应用意义,然而移动条件下MIMO水声通信中的同道干扰和多普勒干扰的抑制将变得十分困难,亟待解决。本项目通过理论分析与试验验证相结合,拟开展MIMO扩频移动水声通信技术研究,包括:1)基于实际测试数据对MIMO移动水声通信信道特性进行深入分析研究;2)提出具有较强抗多普勒性能的双差分MIMO组合扩频编解码技术,显著提高移动条件下MIMO扩频通信系统性能;3)提出MIMO频域均衡算法,有效抑制MIMO信道空间差异性较弱条件下的同道干扰。.本课题基于MIMO移动信道特性理论分析,通过对同一MIMO系统进行不同的数学建模进而突出主要矛盾并设计MIMO频域均衡算法,结合双差分组合扩频编解码技术,为解决MIMO移动水声通信中存在的同道干扰和多普勒干扰两大主要难题提供理论依据和技术支持,同时也为水声通信网中物理层多址干扰抑制提供新的思路。

项目摘要

本项目针对MIMO扩频移动水声通信中存在的基础问题和技术难点,对MIMO扩频水声通信技术开展了深入研究。基于实测数据分析研究了MIMO水声通信信道物理特性,开发了MIMO扩频水声通信编码新体制和信号处理技术。本项目利用r组合映射算法提出了MIMO组合扩频水声通信技术,显著提升了传统MIMO扩频水声通信的频带利用率。提出了双差分扩频编解码技术,有效应对了移动条件下多普勒效应带来的载波相位干扰。提出了两种MIMO频域均衡技术,有效抑制了MIMO通信系统中的同道干扰,为后续开展MIMIO告诉水声通信提供新思路和理论依据。本项目还初步开展了多阵联合的MIMO水声通信技术研究,为进一步提升MIMO水声通信系统性能提供新思路。本项目研究过程中进行了大量仿真和湖海试验验证,为为实现由活动和静止节点共同构成的水声数据通信网提供必要支持。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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