基于时间反转ICA的水声分数域跳频通信

发布时间：2021-10-13 05:17

　　水声跳频通信算法简单,鲁棒性好,在强多径干扰、低信噪比的海洋环境下也能实现稳健的声通信。在对通信速率要求不高或者信道较为恶劣的情况下,水声跳频通信方式是一个较为合适的选择。传统的跳频通信在频域进行频率跳变,通信速率受频带资源的制约。在保证跳频通信原有优势的情况下下,将跳频原理应用于不同的分数阶傅里叶域（简称分数域）上,可在有限的频带内实现多路复用的分数域跳频通信,进而提高跳频通信速率。结合线性调频信号（Linear Frequency Modulation,LFM,或记为 Chirp）与分数阶傅里叶变换（Fractional Fourier Transform,FrFT）,可实现不同分数域内的调制解调:发射端采用不同调频率的Chirp信号,并使其中心频率在各自能量聚集阶次的分数域内随跳频图案进行跳变;接收端根据各个分数域的跳频图案,利用FrFT进行能量检测。但分数域跳频通信存在两个主要的问题:即分数域时延干扰和域间干扰。时延干扰是由FrFT的时延特性引起的。水声信道的时延十分严重,对于某一 Chirp信号,其能量聚集阶次的分数域幅值谱将呈现出类似水声信道冲激响应的形状,进而对分数域造成... 

【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．３两个域、三跳的分数域跳频图案??

??的分数域子频带上，如图２．４（ａ）所示；而从时频域上看，不同跳频时刻的频率甚??至会互相重叠，如图２．４（ｂ）所示，在第二跳和第三跳时，两个正调频率的Ｃｈｉｒｐ信??号分布在同一子频带内。??３．最小分数域跳频间隔与最小中心频率间隔??对阶次为ｐＱ的分数域跳频，其最小分数域间隔ＡＵ应不小于分数域分辨率１＾，??使得发射信号的分数域频谱零点正好落在相邻频道分数域频谱峰值点的位置，如??图２．５所示：??ｍ??Ｗ／－ｌ?Ｕｉ?Ｗ／＇＋ｌ?Ｕ??图２．５最小分数域跳频间隔选取??Ｆｉｇ．?２．５?Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｍｉｎｉｍｕｍ?ＦｒＦＤ?ｉｎｔｅｒｖａＬ??当最小分数域间隔Ａｕ大于＆时，为保证分数域频率的正交性，应满足：??Ａｕ?＝?ｋｕｄ?ｋ?ｅＮ＋?（２－１６）??结合式（２－１５）与分数域和频域之间的变换关系１５３１，可将Ａｗ转换为Ｃｈｉｒｐ信号??的最小中心频率间隔Ａ／，即??＝?ｋ＆Ｎ＋?（２－１７）??根据本节中所列的各个关系式，并结合所需实现的抗多径时延、通信速率等??具体要求

从而得到独立信源的估计Ｆ，艮｜３：??Ｙ?＝?ＷＲ合模型??有个独立信源，Ｍ，个观测信号，则卷积混合模型如图３．２到的信号可以表示成卷积模型：??Ｗｆ?Ｔｍ??ｒｉ?￣?＾?＾?ｈｉｊＳｉ（．ｔ?－?ｔ）?〇＇?＝?１，示从第／个源到测点的冲激响应，最大时延为？。式，艮Ｐ：??Ｔｍ??？（ｔ）?＝＾／／（ｒ）５（ｔ－ｒ）Ｔ＝０???［ｍ，?表示Ｍｒ个观测信号，表／（〇为未知的混合滤波器矩阵，其最大时延为Ｔｍ。??


本文编号：3434022