The goal of this project studies reliable high-rate underwater acoustic communications which are required by China’s marine environmental monitoring. A Novel high-rate underwater acoustic spread spectrum communication method based on complementary code keying (CCK) is proposed in this project by our research group which has fifteen years' experiences in underwater acoustic communications. The key techniques will be involved including, extended rate CCK sequence design, hybrid CCK modulation, equalization in time-varying channel, iterative equalization for coded CCK, multiple-input multiple-output signal design and detection, variable rate CCK modulation. Simulation and experimental system will be developed to provide a valuable tool. Lake and sea experiments will be conducted to verify and optimize the proposed methods. The study of this project can significantly improve the bandwidth utilization of existing acoustic spread spectrum communication systems. The research results have important reference and wide application values for the development of underwater acoustic communications, unmanned underwater vehicle, underwater sensor network and marine monitoring technology.
本项目密切结合我国海洋环境监测技术对可靠高速水声通信的迫切需求,在项目组近十五年水声通信的研究基础上,提出基于互补码键控(CCK)的高速水声扩频通信新方法;深入研究扩展速率CCK序列的优化设计、CCK联合调制、时变衰落信道下的CCK均衡、编码CCK迭代均衡、多输入多输出CCK信号设计与检测、变速率CCK调制等关键技术;建立功能完善的CCK水声通信仿真和实验系统,为该方法的研究提供有力工具;开展湖、海实验研究,验证并完善所提方法,给出具有实际应用价值的可行方法,解决现有水声扩频通信方法通信速率低的问题,以期获得可靠高速水声通信技术的新突破。本项目的研究成果对我国水声通信、无人水下航行器、水下传感器网络及海洋监测技术等的发展有一定的参考意义和应用价值。
中远程水声信道带宽极为有限,使得常规扩频通信速率较低,严重影响了通信系统的有效性。如何提高中远程扩频水声通信的通信速率,是水声通信领域的一个重要研究方向。本项目研究的互补码键控技术可有效提高扩频水声通信的速率,研究顺利完成了计划的全部内容,主要包括:.(1)为提高通信速率,提出扩展速率CCK序列的优化设计方法;.(2)为对抗多径干扰,提出面向CCK调制的Turbo均衡算法;.(3)结合单载波块传输体制,提出CCK联合调制方法;.(4)为适应水声信道变化,提出包括CCK调制的变速率多模通信体制;.(5)为验证所提方法,开展了两次湖上试验,并搭车进行了两次海上试验,成功实现了100-600km的深海远程通信。.本项目的联合调制,均衡方法和变速率多模通信体制均通过湖海试验验证,为今后实际样机研制提供理论依据。本项目的成果可应用于各种水声通信系统中,特别是可提高深海远程扩频水声通信速率,为深海远程水声通信提供新的技术思路。
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数据更新时间:2023-05-31
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