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发展水声通信技术无论在军事领域还是在商业领域,都有着重大意义。实时、高速、稳健的点对点通信是构建水下信息网的基础。但水下声信道相对于无线电通信信道要复杂的多,其多途扩展引起的码间干扰是实现水声通信的一个重要障碍。基于此,本文研究了Pattern时延差编码(PDS)通信体制和时间反转镜(TRM)技术。 Pattern时延差编码通信体制属于脉位编码,信息调制在Pattern码出现在码元窗的时延差信息中,占空比小,可以节省系统功耗。PDS通信体制采用多种不同Pattern码波形来进行码元分割以抑制码间干扰;提出通过频率分割可实现Ⅳ通信信道同时工作以提高通信速率。为了克服大的多途扩展就要选取更多的Pattern码,但可选的种数是受限的。所以对于多途扩展大、更为复杂的水文环境,就要采用更为有效的办法。 时间反转镜处理将海洋信道自身视为匹配滤波器,具有时间压缩、空间聚焦特性,可以重组多径信号减小信道衰落。将时间反转镜技术应用于PDS水声通信体制,可以对接收的信号进行时间压缩,抑制多途扩展引起的码间干扰,使PDS通信体制实现更为简易。 本文提出单阵元被动式时间反转镜技术(PTRM)。单阵元PTRM既克服了主动式时反镜信号双向传输、效率低下且要求阵元收发合置的弊端,又克服了基阵处理对水下通信节点不适用的障碍。提出将单阵元被动式时反镜技术应用于PDS通信体制,构成单阵元被动式时反镜PDS通信系统(PTRM-PDS)。 通过计算机仿真及湖试验证,单阵元被动时间反转镜技术可以匹配于声信道,具有很好的鲁棒性,将其应用于PDS通信体制中,有效地消除了声信道多途扩展对Pattern波形的畸变,可以抑制码间干扰改善通信质量。单阵元PTRM-PDS技术对于水下信息网多节点组网通信,将具有一定实用价值。