《基於訓練符號填充的高譜效TSP-OFDM水聲通信技術研究》是依託清華大學，由王勁濤擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於訓練符號填充的高譜效TSP-OFDM水聲通信技術研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：王勁濤
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著加強海洋探索和提升國防實力的發展要求，實施國家海洋戰略使得數字通信與海洋科學的結合成為研究和套用領域的熱點。但目前，國際上水聲通信的相關研究尚缺乏系統性，如何實現高數據率信息的遠距離可靠傳輸仍有待研究。本課題針對具有傳播延時長、都卜勒擴展嚴重等特點的水聲信道，研究基於訓練符號填充的正交頻分復用（TSP-OFDM）水聲通信技術，提出創新性的高譜效傳輸體制，並結合多輸入多輸出（MIMO）系統的高維空間信號設計與自適應均衡等技術，為實現高速水聲通信提供理論依據和技術支持。為此，在分析水聲信道特徵的基礎上，本課題研究包括高譜效水聲TSP-OFDM系統的信號結構、基於雙選擇性信道聯合估計的信號重建、基於高維Hilbert空間信號處理的空間調製等一系列關鍵技術，以期取得突破。本課題研究具有良好的國內外合作基礎和部分已有研究成果，具備初步試驗條件，為水聲通信技術研究及實現打好基礎。
結題摘要
隨著加強海洋探索和提升國防實力的發展要求，實施國家海洋戰略使得數字通信與海洋科學的結合成為研究和套用領域的熱點。但目前，國際上水聲通信的相關研究尚缺乏系統性，如何實現高數據率信息的遠距離可靠傳輸仍有待研究。在項目執行過程中，團隊成員緊密合作，順利完成項目研究目標。在分析水聲傳播特性的基礎上，通過不同水域中的信道測量數據採集，對信道多徑時延擴展、都卜勒擴展及相應的相干頻寬、相干時間等信道統計特性進行研究，建立了適合於通信系統參數設計的統計信道模型。設計了基於TSP-OFDM 技術的水聲通信系統初步方案，搭建了基於TSP-OFDM 技術的水聲通信系統仿真平台，指導幀結構和系統參數的設計。研究了載波頻偏和採樣時鐘的聯合估計、都卜勒補償、SISO和MIMO套用模式下的判決反饋均衡、時變信道下的信道估計與頻域均衡、基於基展開模型的水聲信道估計、基於頻域Turbo均衡的水下疊代接收機設計等一系列關鍵算法與實現結構。為了進一步提升水聲通信系統的頻譜效率與能量效率，提出了基於空間調製技術的高維空間信號映射方式，研究了基於稀疏貝葉斯學習的空間調製的符號檢測以及疊代的軟解映射算法、塊傳輸系統中空間調製信號的軟信息輔助疊代均衡、空間調製系統頻譜效率的分析與最佳化、基於空間調製技術的非正交接入、基於空間調製的混合預編碼架構等關鍵技術，為高維空間信號映射技術在水聲通信系統中的套用建立了基礎。在關鍵技術研究的基礎上，建立了基於TSP-OFDM 技術的水聲通信基帶處理平台，通過水池試驗以及水聲海試的數據處理，驗證了所設計的水聲TSP-OFDM傳輸體制在實際水聲信道環境中的適應性與傳輸性能，研究了基於TSP-OFDM技術的SISO、SIMO、MIMO傳輸方式在水聲通信中進行高譜效通信的基本傳輸能力、對抗強多徑信道的能力以及在實際海洋環境中的適應性。在本項目研究的基礎上，項目組將繼續開展水聲通信系統的算法研究及驗證工作，分析改進系統設計，為我國水下信息網路的建設做出貢獻。
