Page 183 - 应用声学2019年第4期

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
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(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