厦门大学海洋与地球学院

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许肖梅教授课题组发表高数据率单载波水声通信新成果
COE COE 2020/7/23 578 返回上页

快时变水声信道下的均衡是高数据率水声通信中的难点之一,我院许肖梅教授课题组在传统单载波频域均衡的基础上提出了一种新的解决方案。相关成果“Frequency-Domain Decision Feedback Equalization for Single-Carrier Transmissions in Fast Time-Varying Underwater Acoustic Channels”于7月14日在线发表于国际海洋工程领域顶级期刊《IEEE Journal of Oceanic Engineering》。

为满足高数据率海洋信息传输的需求,高频、短距离的水声通信带来了全新的技术支撑,同时也给高频相干水声通信系统的设计带来巨大的挑战。在单载波传输中,传统频域均衡器或判决反馈均衡器虽能消除信道的多径效应所造成的符号间干扰(ISI),但难以消除快时变信道所带来的频间干扰(IFI)。

为此,许肖梅教授课题组提出了一种基于显示与隐式IFI消除的频域判决反馈均衡技术,以抵消快时变信道所造成的影响。通过理论推导与计算,显示IFI消除直接估计出接收信号中的IFI并消除;隐式IFI消除则通过时变信道下的时间反转处理更好地聚焦信号,间接抑制接收信号中的IFI,并通过频域判决反馈均衡器进一步消除残余IFI。2017年墨西哥湾海上通信实验验证了这一技术的有效性。通信过程中,载波频率为160 kHz,带宽为40 kHz,最远通信距离达600m。在最短信道相干时间为20毫秒的快时变水声信道下,实现了通信速率为42.7 kb/s的单载波水声通信。

该研究由厦门大学和美国阿拉巴马大学合作完成,第一作者为海洋与地球学院2014级博士生涂星滨,通讯作者为导师许肖梅教授,合作者为阿拉巴马大学Aijun Song助理教授。研究工作得到了国家自然科学基金(No. 41676024, 41976178)、美国国家科学基金(CNS 1801861)等项目的资助,海上通信实验还得到了美国多芬岛海洋实验室(DISL)的帮助。

论文来源:

Xingbin Tu, Xiaomei Xu, Aijun Song. Frequency-Domain Decision Feedback Equalization for Single-Carrier Transmissions in Fast Time-Varying Underwater Acoustic Channels, IEEE Journal of Oceanic Engineering, 2020, doi: 10.1109/JOE.2020.3000319.

论文链接:

https://ieeexplore.ieee.org/document/9139936




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