高速水聲MIMO通信中的迭代信道估計與均衡技術研究

《高速水聲MIMO通信中的迭代信道估計與均衡技術研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。

1、：：分類號密級ＵＤＣ：編號：工學碩士學位論文高速水聲ＭＩＭＯ通信中的迭代信道估計與均衡技術研究碩士研究生：黃福朋指導教師：張友文副教授學科、專業(yè)：水聲工程論文主審人：蘭華林副教授哈爾濱工程大學２０１８年６月分類號：密級：UDC：編號：工學碩士學位論文高速水聲MIMO通信中的迭代信道估計與均衡技術研究碩士研究生：黃福朋指導教師：張友文副教授學科、專業(yè)：水聲工程論文主審人：蘭華林副教授哈爾濱工程大學2018年6月分類號：密級：UDC：編號：工學碩士學位論文高速水聲MIMO通信中的迭代信道估計與均衡技術研

2、究碩士研究生：黃福朋指導教師：張友文副教授學位級別：工學碩士學科、專業(yè)：水聲工程所在單位：水聲工程學院論文提交日期：2018年06月03日論文答辯日期：2018年06月05日學位授予單位：哈爾濱工程大學ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngIterativeChannelEstimationandEqualizationforHigh-RateUnderwaterAcousticMIMOCommunicationsCandidate:HuangFupengSuperviso

3、r:A/Prof.ZhangYouwenAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringEngineeringField:UnderwaterAcousticEngineeringDateofSubmission:June,3,2018DateofOralExamination:June,5,2018University:HarbinEngineeringUniversity√高速水聲MIMO通信中的迭代信道估計與均衡技術研究摘要基于水聲通信技術的可靠穩(wěn)健的水下信息傳輸技術在現(xiàn)代海洋開發(fā)中占據(jù)著極為重要

4、的位置，而有限頻帶資源及嚴重的信道多途擴展是制約高速水聲通信技術發(fā)展的主要障礙。采用MIMO技術可以在有限帶寬條件下極大地提高通信系統(tǒng)的通信速率，而采用迭代均衡技術則可以有效地抑制信道的多途擴展。針對可靠高速水聲通信技術的應用需求，本文開展了基于迭代信道估計與均衡技術的水聲高速MIMO通信技術的研究。首先，研究了MIMO通信系統(tǒng)的基本框架，針對高速水聲通信的應用需求，論文開展了如下四個方面的理論研究：（1）MIMO通信系統(tǒng)信道容量分析；（2）在信道已知條件下，針對基于MMSE準則的常規(guī)DFE迭代均衡算法中存在嚴重誤差傳遞的問題，采用軟信息反饋

5、代替硬判決結(jié)果的方式，改善算法性能；（3）采用軟干擾消除技術解決水聲MIMO通信中不同發(fā)射信號之間的干擾問題，并與Turbo均衡算法相結(jié)合實現(xiàn)SIC-SDFE迭代均衡算法；（4）開展了基于迭代信道估計與均衡技術的MIMO通信技術的研究。其次，基于以上理論研究的成果，開展了大量的仿真驗證工作，具體研究內(nèi)容如下：（1）根據(jù)60kbps/s的目標通信速率的應用需求，基于現(xiàn)有8-16kHz水聲換能器的性能條件，仿真分析了不同配置條件下的MIMO通信系統(tǒng)的信道容量，研究結(jié)果表明：1）、當發(fā)射聲源級為180dB時，4發(fā)射4接收的MIMO系統(tǒng)，在接收信噪比

6、5dB的條件下，可達到60kbps/s的目標通信速率；2）、當發(fā)射聲源級為190dB時，在60kbps/s的目標通信速率條件下，16發(fā)射32接收的MIMO通信系統(tǒng)的最大通信距離可超過9km。（2）在隨機已知信道條件下對SIC-SDFE算法的仿真，結(jié)果表明在采用16QAM的高階映射下，8發(fā)射8接收的MIMO系統(tǒng)在信噪比為13dB時誤碼率可降為0。（3）在未知隨機信道條件下，基于迭代信道估計的SIC-SDFE算法在性能上略差于已知信道條件下，系統(tǒng)性能損失在1dB之內(nèi)。（4）采用實際測量的松花湖聲速剖面產(chǎn)生MIMO水聲信道，在水聲信道條件下對2發(fā)射

7、2接收的MIMO系統(tǒng)進行仿真，結(jié)果表明，當?shù)笳`碼率可降為0時，采用BPSK映射所需信噪比為7dB，QPSK映射所需信噪比為9.5dB，8PSK映射所需信噪比為14.5dB。關鍵詞：MIMO技術；Turbo均衡；水聲通信；迭代信道估計與均衡高速水聲MIMO通信中的迭代信道估計與均衡技術研究ABSTRACTThereliableandrobustunderwaterinformationtransmissiontechnologybasedontheunderwateracousticcommunicationoccupiesanimport

8、antpositiononmodernmarineexploration.Thelimitedbandwidthresourcesandseverechannelm