Какие мысли о наилучшей модуляции использовать для подводной акустической связи на низких частотах?

Я хотел проверить связь Dive Hindmind с общими соображениями о том, какой тип модуляции лучше всего использовать для низкочастотной подводной связи. Я выбрал этот проект, так как могу многому научиться у него.

Некоторый контекст:

• Низкая частота, например, <500 Гц (очевидно, для несущей и модулированных данных)
• BPS, скажем, 200 Гц было бы хорошо.
• Конечно, будет иметь многолучевое распространение.
• Частоты могут быть размазаны из-за допплера с максимальным коэффициентом около 0,3% от исходной частоты.

Что я нашел до сих пор:

• Я думал о OFDM, но я узнал, что, хотя оценка канала намного проще, она намного более чувствительна к эффектам Доплера.
• Я также думал о модуляции чириканья, кто-нибудь когда-либо делал что-то подобное?

Что ты думаешь?

Изменить: я приложил некоторые из того, что я считаю, сценарии «наихудшего случая» (многолучевой канал, для бит / с = 200 Гц). Канал выражается в количестве бит во временной области, поэтому вам будет проще увидеть, сколько бит пройдет до следующего отражения.

Случай 1: Случай 2: Случай 3: Случай 4:

Ноты:

• Как мы видим, у меня почти всегда есть второй путь почти равной величины, но противоположная фаза, готовая привязать его к моему основному пути.
• Я полагаю, что для пакета 1000 бит при 200 бит / с (5 секунд) канал может значительно измениться ... но в то же время мы полностью контролируем длину пакета и его содержимое.
• Мы можем предположить, что смещения частоты из-за доплеровского эффекта относительно «хорошо себя ведут», то есть, никаких внезапных «рывков». Смещения частоты из-за несоответствия несущей также могут рассматриваться как правильные.

Это неприятная сигнальная среда. Я бы немного поучаствовал в дзюдо DSP и сделал так, чтобы многолучевой режим работал для вас, используя многоотводный приемник , который должен заставить многолучевые сигналы увеличивать SNR, а не уменьшать его.

Грабли приемники были использованы (насколько я знаю, в любом случае) в системах CDMA, но это не потому, что они могут использоваться только в системах CDMA. Проблема заключается в символе периода. Следующая цитата из статьи о рейк-ресиверах:

Приемник RAKE пытается собрать сдвинутые по времени версии исходного сигнала, предоставляя отдельный корреляционный приемник для каждого из многолучевых сигналов. Это может быть сделано из-за того, что компоненты многолучевого распространения практически не связаны друг с другом, когда их относительная задержка распространения превышает период чипа.

Таким образом, причина, по которой они использовались в системах CDMA, а не, скажем, в GSM, заключалась в том, что скорость чипа была намного выше, и, следовательно, сигналы многолучевого распространения не приходили в один и тот же чип / символ. Это не относится к GSM и другим «узкополосным» сигналам. Несмотря на то, что ваша битовая скорость очень низкая, сигналы многолучевого распространения все еще имеют задержки, превышающие один символ, поэтому это ограничение не должно быть проблемой.

Другая проблема заключается в обнаружении многолучевого распространения. Я думаю, что это может быть достигнуто с помощью известных последовательностей данных, таких как преамбула, но я признаюсь, что я не эксперт по рейк-приемникам.

Если приемник рейка не работает, вы все равно можете использовать длинный эквалайзер для обработки многолучевого распространения.

Что касается других элементов системы, если нет обратной связи, я бы сделал сигнал QPSK с FEC (возможно, с турбокодами). Если у вас есть обратная связь, я бы сделал то же самое, но также динамически изменил бы тип модуляции с QPSK на 16-QAM или что-то в зависимости от того, насколько хорошо проходит сигнал.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Подумав немного, я понял, почему грабли ресиверы и системы CDMA идут рука об руку. Проблема в том, что даже если вы обнаружите многолучевой сигнал, он не принесет вам пользы, если у него не будет положительного SINR . По определению самое большее один многолучевой сигнал может иметь положительное SINR, потому что для всех других многолучевых сигналов самый сильный подавляет их.

Вот где начинается сжатие. Как только многолучевой сигнал сжат, у него будет положительное SINR, при условии, что коэффициент расширения достаточно велик для преодоления начального отрицательного SINR. Учитывая это, я думаю, что правильным решением является ослабление предела в 500 Гц, использование довольно большого коэффициента расширения и многоканального приемника для объединения различных многолучевых сигналов.