正交码元移位键控扩频水声扩频通信实验研究

[摘 要]针对正交码元移位键控扩频水声通信技术的研究现状，对已经存在的理论和水池实验的结果进行进一步的海试实验验证，通过更加恶劣的实验条件和工程实践应用的环境来验证理论的结果，在给出其时变信道冲激响应的同时，取得了鲁棒的较低的误码率结果。

[关键词]正交码元移位键控 水声通信 扩频

中图分类号：TN929.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）23-0129-01

PACS：43.30.+m

*国家青年自然科学基金（批准号：61501134）和国家青年自然科学基金（批准号：11304056）资助的课题.

正交码元移位键控扩频水声通信技术，由于其结合了扩频水声通信技术的抗干扰性，较远的通信距离，较好的保密性，又结合了正交码元移位键控扩频的较高的通信效率，所以得到了广泛的应用[1-2]，基于之前的研究成果的基础上，进行了海试实验，以期对以前的结果进行更好的验证。

实验于2013年5月进行，实验采用的带宽为4-8 kHz，采样率为48 kHz。地点为南海，距离为5公里，两船处于固定的状态，海况条件较好。发射声源级193dB，发射换能器深度25m，接收水听器深度为15m，水深为50m。0到50m深度的声速最大相差3m/s。

以下是正交CSK得到的结果，下面首先是码长为31的两路正交CSK的积分相关输出。在数据1中，第一路的结果为：

第二路的输出结果为：

在数据1中，第一路旁瓣最大值为1.0878，均值为0.0806，方差为0.0079。第二路旁瓣最大值为0.9016，均值为0.0922，方差为0.0113。

在数据2中，第一路的结果为：

在数据2中，第二路输出结果：

数据2中，第一路旁瓣最大值为1.0633，均值为0.0926，方差为0.0115。第二路旁瓣最大值为1.2608，均值为0.0814，方差为0.0088。

然后是码长为63的正交CSK积分输出，在第一组数据中，第一路的结果为：

第二路结果为：

在码长为63的情况下，第一路的旁瓣最大值为0.5143，均值为0.0405，方差为0.0027。第二路的旁瓣最大值为0.4697，均值为0.0378，方差为0.0021。

数据2中，第一组输出为

数据2中第一路旁瓣最大值为0.6148，均值为0.0465，方差为0.0038。第二路旁瓣最大值为0.6193，均值为0.0471，方差为0.0033。

可以看出，其得到的积分输出效果较好，没有非常强烈的旁瓣。正交CSK最终的实验结果为：

从上表1可以看出，5km通信距离，4kHz带宽下，正交CSK可以实现349.2bps通信速率的无误码传输，在实现580.6通信速率正交CSK通信的情况下出现了0.65%的误码率。当然，这个量级的误码率可以通过纠错编码等手段进行消除，也验证了正交CSK水声通信技术在实际应用中的良好效果。

参考文献：

[1]于洋，周锋，乔钢.M元码元移位键控扩频水声通信[J].物理学报，2012， 61（23）： 234301.

[2]于洋，周锋，乔钢.正交码元移位键控扩频水声通信[J].物理学报，2013，62（6）：064302.