基于被动时间反转的差分循环移位扩频水声通信

上海交通大学学报（自然版） ›› 2014, Vol. 48 ›› Issue (10): 1378-1383.

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基于被动时间反转的差分循环移位扩频水声通信

景连友1，何成兵1，黄建国1，孟庆微2，张群飞1

(1.西北工业大学航海学院，西安 710072； 2.空军工程大学信息与导航学院，西安 710077)

收稿日期:2013-10-10 出版日期:2014-10-28 发布日期:2014-10-28
基金资助:
国家自然科学基金(61101102，61271415,61401499)，西北工业大学基础研究基金(JC20120219)资助项目

Differential Cyclic Shift Keying Spread-Spectrum Underwater Acoustic Communication Based on Passive Time-Reversal

JING Lianyou1,HE Chengbing1,HUANG Jianguo1,MENG Qinwei2,ZHANG Qunfei1

(1. School of Marine Science and Technology, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, China; 2. School of Information and Navigation, Air Force Engineering University, Xi’an 710077, China)

Received:2013-10-10 Online:2014-10-28 Published:2014-10-28

摘要/Abstract

摘要：

摘要：针对在时变的水声信道中系统的精确同步十分困难，而传统循环移位扩频系统在没有精确同步的条件下，很难准确判决的问题，提出一种差分循环移位扩频水声通信方法.该方法采用差分方式调制，能够在系统粗同步的条件下准确解调信息；在接收端采用被动时间反转方法解调，抑制多径效应产生的影响，并降低系统的复杂度.湖上试验结果表明：所提方法在1.8 km的通信距离下实现无误传输；对试验数据附加噪声和同步误差处理后，在信噪比为-8 dB、同步误差为5/4移位单元情况下的误码率达到10-5.

关键词: 水声通信, 差分循环移位扩频, 被动时间反转, 同步

Abstract:

Accurate synchronization is more difficult in the time-variation channel. Conventional cyclic shift keying spread spectrum suffers performance impairment from timing errors in underwater acoustic communications. To solve this problem, a differential cyclic shift keying spread-spectrum underwater acoustic communication technique based on passive time-reversal was proposed. The proposed method requires only “coarse” synchronization at the symbol level. The passive time-reversal can suppress the inter-symbol interference caused by multipath. Lake experiment results show that the proposed method has no bit transmitting error at 1.8 km range; After adding the noise collected at the test, the BER is at 10-4 when SNR is -8 dB with the 5/4 shift units time error.

Key words: underwater acoustic communication, differential cyclic shift keying spread spectrum, passive time-reversal, synchronization

中图分类号:

TN 929.3

景连友1，何成兵1，黄建国1，孟庆微2，张群飞1. 基于被动时间反转的差分循环移位扩频水声通信[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2014, 48(10): 1378-1383.

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