پیاده سازی یک سیستم مخابراتی آکوستیکی زیرآب و بررسی عملکرد مدولاسیون های دیجیتال در خط انتقال آب

نویسنده

دانشگاه شیراز، دکتری

چکیده

در این مقاله، یک سیستم تبادل داده آکوستیکی درون خط لوله‌های آبی، پیاده سازی شده ‌است‌ که هدف از آن، ایجاد ارتباط بین دو ایستگاه پمپاژ آب از طریق لوله آبی است. برای تحقق این هدف، شناسایی مشخصات کانال ضروری است که بدین منظور، تخمین کانال با استفاده از سیگنال چیرپ انجام می‌شود. به وسیله پاسخ فرکانسی، باند فرکانسی مناسب جهت ارسال داده مشخص شده و پاسخ ضربه کانال نیز به چگونگی قاب‌‌بندی در فرستنده کمک می‌کند. به منظور تبادل اطلاعات، مدولاسیون‌های Q-PSK، CP-FSK و CP-CSK بررسی شده‌اند. در مدولاسیون Q-PSK از همسان ‌ساز خطی جهت از بین بردن اثرات تداخل کانال استفاده شده است. در آزمایش‌های عملی، باند فرکانسی ( 2/31 – 8/16) کیلوهرتز و نرخ ارسال اطلاعات 8303 سمبل بر ثانیه بوده است. ارسال و دریافت اطلاعات در کانال آبی از طریق ماژول های پروژکتور و هیدروفون آکوستیکی صورت گرفته شد. تمامی سیگنال های ارسالی و دریافتی توسط نرم افزار MATLAB، تولید و پردازش شده‌اند. نتایج عملی، در یک کانال مشخص با دو دبی مختلف نشان داده شده‌اند که این نتایج حاکی از آن است که چنین هدفی با امکانات به کار گرفته شده، قابل پیاده سازی است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Implementation of an Underwater Acoustic Communication System and Performance Evaluation of Digital Modulations over a Water Pipeline

نویسنده [English]

  • Ali Jamshidi
چکیده [English]

In this paper، an acoustic data communication system has been implemented in order to establish a data link between two distinct water stations through the water pipes.
For this purpose، channel characterization is necessary. Hence، Channel estimation has been done by Chirp probe signal. Then، suitable frequency band is selected through the channel frequency response.
Also، the best framing has been achieved by the assistance of the channel impulse response. In this paper، we have utilized robust modulation techniques in water environment such as Q-PSK، CP-FSK and CP-CSK. In Q-PSK case، linear equalizer has been used to compensate channel effects. In practical experiments، the frequency band and the symbol rate have been considered to be 16.8 – 31.2 KHz and 8303 symbols per second. Acoustic projector and hydrophone have been used to transmit and receive signal over the water-pipe channel. The generation of the transmission signal and the processing of the received signal are handled by MATLAB software. Practical results have been shown that in this setup with two variant Debi، the purpose of data transmission over a water pipeline is feasible.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Chirp Modulation
  • Water Pipeline
  • Digital Modulation
  • Acoustic Communication System
  • Design and Implementation