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短程水声通信误码率在海洋智能无人系统技术中的影响

时间:2023-10-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:在水声通信中,实现前面计算的接近最大信道容量仍然是一个重大挑战。因此,误码率提供了一种数据传输链路性能的度量。式和式分别是BPSK/QPSK和FSK的未编码误码率:使用的数据速率Rb为10 kbps和20 kbps,以反映当前的最大可实现水平。图14.13a和图14.13b分别显示了和range的误码率。如图所示,通过比较从约75 m到500 m的范围,以及该误码率所需的发射机功率从1~100 mW的变化,发射机功率起着关键作用。图14.13水下短程声数据传输的误码概率

短程水声通信误码率在海洋智能无人系统技术中的影响

在水声通信中,实现前面计算的接近最大信道容量仍然是一个重大挑战。水声信道具有明显的多径性,时间变化快,衰落严重,导致水听器处的复杂动力学,导致ISI和位错误。因此,误码率(BER)提供了一种数据传输链路性能的度量。在水下系统中,FSK(频移键控)和PSK(相移键控)的使用已经占用了研究人员几十年的符号调制方法。一种方法是使用更简单的低速率非相干调制跳频FSK信令和强纠错编码,为快速变化的多径提供一定的弹性。或者,采用更高速率相干的QPSK信令方法,该方法结合了一个多普勒容纳多信道自适应均衡器,在这段时间内获得了广泛的吸引力。BER公式因FSJ和QPSK调制技术而闻名,该技术要求每比特的能量为噪声PSD,,可通过以下方式找到

其中Rb是以bps为单位的数据速率,bc是信道带宽。式(14.5)和式(14.6)分别是BPSK/QPSK和FSK的未编码误码率:

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使用的数据速率Rb为10 kbps和20 kbps,以反映当前的最大可实现水平。图14.13a和图14.13b分别显示了和range的误码率。每10 000 bit的误码率为10-4或1 bit,对于10 mW的发射机功率和20 kbps的数据速率,QPSK所需的为8 dB。如果使用具有一半数据速率(10 kbps)和相同发射机功率的FSK,这将增加到12 dB。从图14.13b可以看出,这些设置只能提供150 m的范围。如果数据速率减半至10 kbps,则使用QPSK可将范围增加至250 m;如果发送器功率增加至100 mW,则使用QPSK可将范围扩大至500 m,同时降低数据速率。如图所示,通过比较从约75 m到500 m的范围,以及该误码率所需的发射机功率从1~100 mW的变化,发射机功率起着关键作用。

图14.13 水下短程声数据传输的误码概率

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