Page 62 - 应用声学2019年第4期

522 2019 年 7 月

动速度为 0.1 m/s 的试验数据进行处理，在小于
3 试验数据处理及分析
4 次迭代的情况下，由于 BPSK、QPSK、8PSK、
发射信号为单载波调制信号，信号中心频率 16QAM、32QAM 以及 64QAM 的试验数据均可达
到无误码传输，因此，此处仅仅列出 64QAM 调制
为 300 kHz，信号带宽为 300 kHz (即 150 kHz ∼
450 kHz)；发射换能器在围绕中心频率的 100 kHz 的试验数据处理结果，如图 10 所示。考虑到 1/2
带宽范围内的发送响应较为平坦，其余频段发送响 的信道编码率，BPSK、QPSK、8PSK、16QAM、
应差异较大，基本上在十几分贝左右，因此发射端 32QAM 以及 64QAM 调制方式对应的净通信速率
给发射信号引入了失真，这给接收机的信号检测带 分别为 150 kbps、300 kbps、450 kbps、600 kbps、
来了较大的难度；接收采用的是标准水听器，接收 750 kbps 和 900 kbps；其相应的频谱利用率分别为
响应在试验频段范围内较为平坦。为了提高频带利 1 bps/Hz、2 bps/Hz、3 bps/Hz、4 bps/Hz、5 bps/Hz
用率，实验中的发射信号的符号率为 300k 符号/秒， 和 6 bps/Hz。水池通信距离较近，接收信号的信噪
即采用了超奈奎斯特发射，因此引入了严重的符号 比近似为 23 dB；根据试验换能器可达的最大声源
间干扰；信道编码器采用 1/2 卷积码编码，符号映 级 195 dB 可以推算，本系统的最大通信距离可达
射方式有 BPSK、QPSK、8PSK、16QAM、32QAM、 1 km左右。
64QAM 及128QAM；采用滚降因子为 0.2 的开方升
余弦脉冲成型滤波器。图 7 为试验时采用的发射换

能器和接收标准水听器。
如图 8 所示，在水声信道水池进行了水声毫米
波单载波通信试验，发射和接收换能器相距 25 m，
池深 4 m，换能器离水面 2 m；发射换能器通过法兰
固定在行车上，行车可以以一定的速度进行直线运
动，实际行车运动速度最大为 0.1 m/s，为模拟更大
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的相对运动速度，可以对发射信号进行重采样后进
行发射。 图 7 发射换能器与接收水听器
发射数据结构如图 9 所示。本节选取平台运 Fig. 7 Transmitter and receiver hydrophones

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图 8 水池试验设备布放图
Fig. 8 The experimental equipments at the pool

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图 9 信道水池试验的发射数据帧结构
Fig. 9 The structure of the transmit data frame in the water-tank experiment