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文檔簡介

1相較于電磁波和光波，聲波在海洋中傳輸距離更遠，所以水下無線通信較多采用聲波。信道在水聲通信中非常重要，水聲通信涉及聲波的傳播、輻射、信道衰減、噪聲干擾以及聲波的接收等諸多因素，因此水聲信道具有固有的時間變化、有限的帶寬、多徑效應(yīng)和較長的傳輸延遲等特征。海洋水聲通信信道的多徑效應(yīng)是聲波在海水中傳播時，自發(fā)射端到接收端之間存在多條聲傳播路徑的現(xiàn)象，這是由于海面和海底界面的聲反射和分層介質(zhì)的聲折射以及海洋懸浮物的聲散射引起的。多徑效應(yīng)是影響信號在水聲信道傳播的一個重要因素，為了保證信號的準確傳輸，在研究和設(shè)計水聲通信系統(tǒng)時通常都需要考慮多徑效應(yīng)的影響。在淺海環(huán)境中，傳輸距離大于水的深度，來自水表面和水底的聲波反射產(chǎn)生相同信號的多個到達路徑如圖2-1所示。多徑效應(yīng)造成信號的時間色散和頻率選擇性衰弱，引起傳輸?shù)男盘柺д?，造成碼間干擾的情況，增加了通信系統(tǒng)的誤碼率，如處理不當，會使水聲通信系統(tǒng)的整體性能嚴重下降海底1.2多普勒頻移多普勒頻移同樣對水聲通信系統(tǒng)的性能有很大的影響。聲信號從發(fā)射端傳播到接收端，當發(fā)射端和接收端之間的距離以較大速率改變時，聲信號的音調(diào)會發(fā)生變化，把這種聲信號的變化稱作多普勒效應(yīng)。淺海中產(chǎn)生多普勒效應(yīng)有兩個主要原因，一是海水介質(zhì)的不均勻性，由于海洋環(huán)境的不穩(wěn)定性，如海流造成的通信平臺的晃動，風引起的海浪均為水聲信道時變的原因，各個傳輸路徑會有不同2路徑到達，不同路徑傳播的聲信號產(chǎn)生不同的多普勒擴展501,從而會導(dǎo)致接收單位為Hz;6是信號傳輸方向與v之間的夾角，單位為rad。聲波在海水中傳播的多普勒頻移范圍在零點幾赫茲到幾百赫茲之間51,由于1.3水聲信道模型DasguptaS等人引入了一個簡單的代數(shù)擴展損失模型描述淺海環(huán)境下的聲傳播過程52,然而，該模型只適用于淺海環(huán)境，有一定的局限性。Stojanovic等人53其中，h和T表示第徑的路徑增益和延時，

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