小Kasami序列的正交码元移位键控扩频水声通信-哈尔滨工程大学学报.PDF

第３５卷第 １期 哈　 尔　 滨　 工　 程　 大　 学　 学　 报 Ｖｏｌ．３５ №．１ ２０１４年１月 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈａｒｂｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｊａｎ． ２０１４ 小 Ｋａｓａｍｉ序列的正交码元移位键控扩频水声通信 于洋，周锋，乔钢 （哈尔滨工程大学水声技术重点实验室，黑龙江哈尔滨 １５０００１） 摘　 要：针对传统码元移位键控（ＣＳＫ）较低的通信速率和采用ｍ序列传统正交 ＣＳＫ具有较强烈的通道间干扰的问题， 提出了基于小Ｋａｓａｍｉ序列的正交ＣＳＫ扩频水声通信技术，有效减少了通道间的干扰，并通过序列和通信方式上的优化 结合获得性能上的提升。 首先通过公式推导分析了影响该系统性能的因素，然后通过序列相关特性进行比较，并与由序 列组成的通信系统的仿真性能进行比较。 最后进行了实验验证，结果说明该方案有着相对于传统方案更优越的性能。 关键词：水声通信；扩频；正交；码元移位键控 ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１００６⁃７０４３．２０１３０３０６５ 网络出版地址：ｈｔｔｐ：／ ／ ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ ｋｃｍｓ／ ｄｅｔａｉｌ／ ２３．１３９０．Ｕ１００８．００６．ｈｔｍｌ 中图分类号：ＴＮ９２９．３　 文献标志码：Ａ　 文章编号：１００６⁃７０４３（２０１４）０１⁃００８１⁃０６ Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｃｏｄｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ ｓｐｒｅａｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｅｍｐｌｏｙｉｎｇ ｔｈｅ ｓｍａｌｌ Ｋａｓａｍｉ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ＹＵ Ｙａｎｇ，ＺＨＯＵ Ｆｅｎｇ，ＱＩＡＯ Ｇａｎｇ （Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｈａｒｂｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ １５０００１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｃｏｄｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ （ＣＳＫ），ｓｐｅｃｉｆｉｃａｌｌｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｌｏｗ ｄａｔａ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｓｔｒｏｎｇ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｃｈａｎｎｅｌｓ ｏｆ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ＣＳＫ ｗｈｉｃｈ ａｄｏｐｔｓ ｔｈｅ ｍ ｓｅｑｕｅｎｃｅ，ｔｈｅ ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ＣＳＫ ｓｐｒｅａｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ａｃｏｕｓｔｉｃ （ＵＷＡ） ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｕｔｉｌｉｚｉｎｇｔｈｅｓｍａｌｌＫａｓａｍｉｓｅｑｕｅｎｃｅｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｉｓｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｃｈａｎ⁃ ｎｅｌｓ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｎｄ ｅｎｈａｎｃｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｔｈｒｏｕｇｈ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ａｎｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａ⁃ ｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ． Ｔｈｉｓｐａｐｅｒ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓｔｈｅｆａｃｔｏｒｓｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｈｏｗ ｔｈｅｆａｃｔｏｒｓｗｅｒｅｄｅｄｕｃｅｄａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｓｐｅｃｉｆｉｃｆｏｒｍｕｌａｓａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｓｅｆａｃｔｏｒｓｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｔｈｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ ｔｈｉｓ ｓｅｑｕｅｎｃｅ． Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｓｃｈｅｍｅ ｉｓ