Page 102 - 《应用声学》2024年第6期

1278 2024 年 11 月

3.3 系统复杂度 波相位。仿真常规 DSSS 系统除了使用单频载波进
如图 5 所示，S2C-DSSS 接收端相干解调、解扩 行调制外，其余参数均与仿真S2C-DSSS系统相同。
流程与常规 DSSS 系统相同，而只是将用于解调的 为了验证 S2C-DSSS在深海水声信道下的可行
本地单频载波改为本地 S2C 信号。因此，理论上 性，以及相较于常规 DSSS系统的性能提升，本节采
S2C-DSSS 相较于常规 DSSS 并未引起接收机复杂 用实际深海水声通信试验中测得的典型信道进行
度的上升。对于 S2C-DSSS 系统，其解调复杂度与 仿真，信道时域响应如图 9 所示。其中信道 1、信道
接收信号采样点数、低通滤波器阶数有关，其解扩 2 均为声道轴收发信道，试验海区海深约为4000 m，
2
复杂度与扩频码长度L有关，计算复杂度为O(L )。 发射深度、接收深度均位于 1000 m 左右，通信距离
分别为53 km和30 km。
4 实验结果与分析
由于深海水声通信信号传播空间跨度大以及
4.1 实验方案 声道轴的会聚作用，信道 1 和信道 2 均呈现明显的
仿真实验中，S2C-DSSS发射信号帧结构如图8 簇状稀疏结构 [29] 。信道 1 中主径簇内多径结构简
所示，发射信号由用于同步的LFM信号和经过扩频 单，但簇结构较多，最大多径时延大于300 ms，并且
调制后的S2C-DSSS信号构成。其中，扩频伪随机码 主路径外其他多路径幅度增益较高，较长的多径时
采用未经二值量化的混沌序列 [28] ，具有较好的相关 延会跨越多个扩频码片，在扩频增益不足以抵抗多
特性。对于S2C-DSSS系统，每个扫频周期T sw 作为 径时延干扰时，常规 DSSS 系统性能会受到较大的
一包，一包内调制 M 个未经编码的信息比特，其中 影响。信道 2 内主径簇内结构较复杂，最大多径时
每个比特经长度为 L 的混沌序列进行扩频，扩频后 延超过 1 s，但主路径外多径幅值增益较低，因此对
的序列进行相位映射，与 S2C 载波相乘直接调制载 常规DSSS系统的影响较小。

LFM δઐᫎᬦ S2C-DSSSηՂ
T sw
f H
⊲⊲⊲
f L

b  b  b M
⊲⊲⊲
⊲⊲⊲ ⊲⊲⊲ ⊲⊲⊲
p  p  p L p  p  p L p  p  p L
图 8 S2C-DSSS 发射信号帧结构
Fig. 8 Frame structure of S2C-DSSS signal
1.0 1.0
1.0 1.0
0.8 0.5 0.8 0.5

0 0.45 0.50 0.55 0.6 0 0.26 0.30
ॆʷӑࣨए 0.4 ॆʷӑࣨए 0.4
0.6

0.2 0.2

0 0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4
௑ᫎ/s ௑ᫎ/s
(a) η᥋1 (b) η᥋2
图 9 实测深海信道时域响应
Fig. 9 Time-domain response of measured deep sea channel