Page 183 - 应用声学2019年第4期
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第 38 卷 第 4 期               张舒然等: 一种鲁棒性强的 OFDM 水声通信系统                                        643


                                                            0.8                   0.4
                        300
                                                            0.6                   0.3
                       ߕᣒฉ  200                            SER  0.4              SER  0.2

                        100                                 0.2                   0.1
                         0                                   0                     0
                          0      20     40     60     80      0  100  200  300      0  20  40  60  80
                                       ኀՂ஝                        ஝૶ߕᣒฉ                   ኀՂ஝
                                (d) 3500 mܫQPSKឋᆊҒSERᄊ௑ᮠ۫Ѭ࣋ڏnjSERᮠ۫Ѭ࣋ڏnjSERኀՂᫎѬ࣋ڏ
                                            图 10   不同距离处信号译码前 SER 分布
                                     Fig. 10 Un-decoded SER results at the different distances
             响应的强度相对应,当频点上信道频响强度高时                                 & Measurement, Sensor Network and Automation, 2012:
             SER 小,信道频响强度低是 SER 大。当接收端信噪                           14–18.
                                                                 [2] Joshi A, Saini D. Performance analysis of Coded-OFDM
             比大于 14 dB 时,译码后 SER 为全部零,说明我们
                                                                   with RS-CC and turbo codes in various fading environ-
             的编码方案具有良好的纠错能力。不同距离处的译                                ment[C]. Proceedings of the 5th International Conference
             码结果如表 1 所示,从表 1 中可以看出,通信距离为                           on Information Technology & Multimedia, 2011: 1–6.
             1500 m 和 2100 m 时译码性能较好,可正确译码的                      [3] Tong Z, Hu G, Cao Y, et al. Performance of CO-OFDM
                                                                   system with RS-turbo concatenated code[J]. Optoelec-
             最高调制方式为 16QAM,这是因为在此距离处接
                                                                   tronics Letters, 2015, 11(6): 457–460.
             收端信噪比较高,且信道频率选择性较不强,因此通                             [4] Morelli M, Mengali U. A comparison of pilot-aided chan-
             信效果较好。                                                nel estimation methods for OFDM system[J]. IEEE Trans-
                                                                   actions on Signal Processing, 2001, 49(12): 3065–3073.
                        表 1   不同距离处译码结果                          [5] Dong X, Lu W, Soong A. Linear interpolation in pilot
                Table 1 Signal processing results at the           symbol assisted channel estimation for OFDM[J]. IEEE
                                                                   Transactions on Wireless Communications, 2007, 6(5):
                different distances
                                                                   1910–1920.
                                                                 [6] Biguesh M, Gershman A B. Downlink channel estima-
                             译码最      传输              每帧
            距离/m 信噪比/dB                      解帧数                   tion in cellular systems with antenna arrays at base sta-
                             高阶数    速率/kbps         平均 BER
                                                                   tions using channel probing with feedback[J]. EURASIP
              600     22.1   QPSK     6.07     20     0.11
                                                                   Journal on Advances in Signal Processing, 2004, 2004(9):
             1500     32.3   16QAM    12.15    20     0.09
                                                                   1330–1339.
             2100     29.2   16QAM    12.15    20     0.10
                                                                 [7] Kay S M. Fundamentals of statistical signal processing:
             3500     5.0    QPSK     6.07     13     0.37
                                                                   estimation theory[M]. Englewood: Prentice Hall, 2003:
                                                                   157–214.
             3 结论                                                [8] Deneire L, Vandenameele P, Perre V D L, et al. A low-
                                                                   complexity ML channel estimator for OFDM[J]. IEEE
                 本文提出的 OFDM 水声通信方案具有鲁棒性                            Transactions on Communications, 2003, 51(2): 135–140.
             强、算法复杂度低的优点。OFDM 通信方案采用                             [9] Abuthinien M, Chen S, Hanzo L. Semi-blind joint maxi-
             CRC 码、RS 码和 BICM 算法以提高系统的纠错性                          mum likelihood channel estimation and data detection for
                                                                   MIMO systems[J]. IEEE Signal Processing Letters, 2008,
             能和处理在复杂水声信道中通信的能力。湖试实验
                                                                   15: 47–51.
             中采用 QPSK、8PSK 和 16QAM 调制的 OFDM 信                   [10] Wautelet X, Herzet C, Dejonghe A, et al.  Compari-
             号可以在通信距离 600 m∼3500 m时在不同的单通                          son of EM-based algorithms for MIMO channel estima-
                                                                   tion[J]. IEEE Transactions on Communications, 2007,
             道浅水衰落信道下实现正确译码。从湖试数据的处
                                                                   5(1): 216–226.
             理结果可知,本文提出的OFDM水声通信方案性能                            [11] Morelli M, Moretti M. Channel estimation in OFDM sys-
             可靠,并且算法复杂度在工程上易于实现。                                   tems with unknown intereference[J]. IEEE Transactions
                                                                   on Wireless Communications, 2009, 8(10): 5338–5357.
                            参 考     文   献                       [12] Hoeher P, Kaiser S, Robertson P. Two-demensional pilot-
                                                                   symbol-aided channel estimation by wiener filtering[C].
              [1] Joshi A, Bhardwaj D, Saini D. PAPR reduction in OFDM  ICASSP, 1997: 1845–1848.
                 with FEC (RS-CC and Turbo coding) using DHT pre-  [13] Beek J, Edfors O, Sandell M, et al. On channel estima-
                 coding[C]. International Symposium on Instrumentation  tion in OFDM systems[C]. IEEE Vehicular Technology
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