抑制多径干扰以提升基于线性调频的水声通信性能
信号处理
2023-11-30 v1 网络与互联网体系结构
摘要
基于线性 chirp 的水声通信因其可靠性和远距离传输能力而被广泛使用。然而，与无线领域的对应 chirp 技术——LoRa 不同，其吞吐量受到一个符号中调制 chirp 数量的严重限制。根本挑战在于水声多径信道，其中一个符号的延迟副本可能引起符号间和符号内干扰。在本文中，我们提出 UWLoRa+，一个实现与 LoRa 相同 chirp 调制且具备更高数据速率的系统，并通过以下设计改进 LoRa 的设计以应对多径挑战：a) 我们用非线性 chirp 替换 LoRa 所用的线性 chirp，以减小信号干扰范围与碰撞概率；b) 我们设计了一种算法，先对各路径分别解调，再合并已检测路径的解调结果；c) 我们用非二进制 LDPC 码替换 LoRa 所用的汉明码，以缓解不可避免碰撞的影响。实验结果表明，与 LoRa 的原始设计相比，新设计将误码率（BER）改善了 3 倍，并显著降低了包错误率（PER）。与一种最先进的水下 LoRa chirp 信号解码系统相比，UWLoRa+ 将吞吐量提高了至多 50 倍。
引用
@article{arxiv.2311.17624,
title = {Combating Multi-path Interference to Improve Chirp-based Underwater Acoustic Communication},
author = {Wenjun Xie and Enqi Zhang and Lizhao You and Deqing Wang and Zhaorui Wang and Liqun Fu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.17624},
year = {2023}
}