Исследование вероятности битовых ошибок OFDM-сигналов в подводном акустическом канале

Исследованы зависимости вероятности битовых ошибок при передаче OFDM-сигналов в подводном акустическом канале путем имитационного моделирования. Модель канала представляет собой суперпозицию многократно принимаемых копий переданного OFDM-сигнала, при этом каждая копия имеет собственные задержку, амплитуду и временной масштабный коэффициент. Последний параметр отличает подводный акустический канал от радиоканала, в котором эффект Доплера моделируется сдвигом частоты. В качестве факторов, влияющих на вероятность битовой ошибки, рассмотрены параметры распределений временной задержки, масштабного коэффициента, мощности, а также число бит на символ при условии точной временной и частотной синхронизаций с наиболее мощным лучом. Отдельно рассмотрено влияние остаточной ошибки временной и частотной синхронизаций

Литература

[1] Zhou S., Wang Z. OFDM for underwater acoustic communications. Wiley, 2014. 410 p.

[2] Шахтарин Б.И., Федотов А.А., Балахонов К.А., Калашников К.С. Применение сигналов с ортогонально частотным разделением в гидроакустическом канале // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2015. № 5. С. 30–43. DOI: 10.18698/0236-3933-2015-5-30-43

[3] Chen S., Tong C., Liu J. Research on computer simulation about underwater acoustic communication channel // Modern Electronics Technique. 2008. No. 8. P. 88–89.

[4] Deng H., Liu Y., Cai H. Time-varying UWA channel with Rayleigh distribution // Technical Acoustics. 2009. Vol. 28. No. 2. P. 109–112.

[5] Thottappilly A. OFDM for underwater acoustic communication. M.S. Thesis. Virginia Polytechnic Institute and State University, 2011. 145 p.

[6] Stojanovic M. Acoustic (underwater) communications // J.G. Proakis, ed. Encyclopedia of telecommunications. John Wiley and Sons, 2003. 3074 p.

[7] Underwater acoustic networking techniques / R. Otnes, A. Asterjadhi, P. Casari, M. Goetz, et al. Springer, 2012. 83 p.

[8] Domingo M.C. Overview of channel models for underwater wireless communication networks // Physical Communication. 2008. Vol. 1. Iss. 3. P. 163–182. DOI: 10.1016/j.phycom.2008.09.001

[9] Zielinski A., Yoon Y.-H., Wu L. Performance analysis of digital acoustic communication in a shallow water channel // IEEE Journal of Oceanic Engineering. 1995. Vol. 20. No. 4. P. 293–299.

[10] Non-uniform Doppler compensation for zero-padded OFDM over fast-varying underwater acoustic channels / B. Li, S. Zhou, M. Stojanovic, L. Freitag, P. Willett // OCEANS 2007−Europe. 2007. P. 1–6.

[11] Шахтарин Б.И., Балахонов К.А., Федотов А.А., Калашников К.С. Алгоритмы синхронизации OFDM‐сигналов в системах акустической подводной связи // Автоматизация. Современные технологии. 2016. № 8. С. 25–30.

[12] Kumar P., Trivedi V.K., Kumar P. Recent trends in multicarrier underwater acoustic communications // IEEE Underwater Technology (UT). 2015. P. 1–8. DOI: 10.1109/UT.2015.7108313

[13] Do D.H., Nguyen Q.K., Ha D.V., Duc N.V. A time synchronization method for OFDM-based underwater acoustic communication // Int. Conf. on Advanced Technologies for Communications (ATC). 2016. P. 131–134. DOI: 10.1109/ATC.2016.7764760

[14] Schmidl T.M., Cox D.C. Robust frequency and timing synchronization for OFDM // IEEE Transactions on Communications. 1997. Vol. 45. No. 12. P. 1613–1621. DOI: 10.1109/26.650240

[15] Khan A.M., Jeoti V., Zakariya M.A., Ur Rehman M.Z. Robust symbol timing synchronization for OFDM systems using PN sequence // International Journal of Information and Electronics Engineering. 2014. Vol. 4. No. 3. P. 230–233. DOI: 10.7763/IJIEE.2014.V4.439

[16] Андрианов И.М. Повышение спектральной эффективности систем связи с ортогональным частотным уплотнением в каналах со случайными параметрами // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2010. № 4. С. 70−77.

[17] Aval Y., Stojanovic M. Differentially coherent multichannel detection of acoustic OFDM signals // IEEE Journal of Oceanic Engineering. 2014. Vol. 40. No. 2. P. 251–268. DOI: 10.1109/JOE.2014.2328411

[18] Wang Z., Zhou S., Giannakis G., Berger C., Huang J. Frequency-domain oversampling for zero-padded OFDM in underwater acoustic communications // IEEE Journal of Oceanic Engineering. 2012. Vol. 37. No. 1. P. 14–24. DOI: 10.1109/JOE.2011.2174070