تخمین و تعدیل کانال مخابراتی متغیر با زمان زیرآب با استفاده از شکلدهی پرتو وفقی و بسط توابع متعامد

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه شهید باهنر کرمان

2 بخش مهندسی برق - دانشگاه شهید باهنر کرمان

چکیده

کانال‌های مخابراتی زیرآب دارای ویژگی‌هایی مانند تضعیف زیاد، ماهیت متغیر با زمان محیط انتشار و سرعت کم صوت هستند که ارسال اطلاعات در آن‌ها را مشکل می‌کند. به دلیل تغییرپذیری محیط، کانال‌ مخابراتی در این محیط‌ها دارای گزینندگی زمانی و فرکانسی می‌باشد. این کانال متغیر با زمان را می‌توان با استفاده از بسط توابع پایه به منظور دنبال کردن تغییرات زمانی کانال مدل کرد. در این مقاله از بسط توابع متعامد لاگر برای مدل کردن کانال مخابرات صوتی MIMO-OFDM در زیرآب استفاده شده‌است. MIMO-OFDM دارای شکل‌دهی پرتو وفقی فضا-زمان در گیرنده می‌باشد و به منظور همانند‌سازی بین کانال و گیرنده در روش پیشنهادی به‌جای فیلترهای TDL متداول از فیلتر لاگر در ساختار شکل‌دهنده پرتو استفاده شده‌است. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که روش پیشنهادی علاوه بر سادگی و کاهش حجم محاسبات، بهبود قابل توجهی در عملکرد مخابرات صوتی در زیرآب خواهد داشت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Approximation and adjustment of an underwater time-varying communication channel by using adaptive Beamforming and Basis Expansion Model

نویسندگان [English]

  • Dariush Abbasi-Moghadam 1
  • Hadiseh Zare haghighi 2
  • Saeid Reza Seydnejad 2
چکیده [English]

Abstract: Underwater acoustic communication channels have particular characteristics such as: high attenuation, the time-varying nature of propagation environment and low speed of the sound, which make it difficult to send information through these channels. Due to the variability of the environment, communication channels in this media are doubly-selective in both time and frequency domain. The time-varying channel can be expressed using expansion basic functions in order to following the temporal variation of the channel. In this paper, orthogonal Laguerre functions expansion is used to express an underwater MIMO-OFDM acoustic communication channel in which the MIMO-OFDM system uses adaptive beamforming at receiver. In order to have matching between the channel and receiver in the proposed system, digital Laguerre filters is used instead of conventional TDL filters in the beamformer. The results show that the proposed system has low computational complexity. Also it has a considerable improvement in the performance of the underwater acoustic communication system.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Basis Functions Expansion
  • Underwater Acoustic Communications
  • Orthogonal Laguerre Functions
  • MIMO-OFDM
  • Beamforming