Які думки щодо найкращої модуляції для підводного акустичного зв’язку на низьких частотах?

Мені хотілося пінговувати вулик DSP для загальних думок про те, який найкращий тип модуляції використовувати для низькочастотних підводних комунікацій. Я вибрав цей проект, оскільки з нього можу багато чого навчитися.

Деякий контекст:

• Низька частота, як <500 Гц (як для носія, так і для модульованих даних, очевидно)
• BPS скажімо, 200 Гц було б добре.
• Неодмінно матиме багатобічний шлях.
• Частоти можна змащувати за рахунок доплерівського максимуму в коефіцієнті приблизно 0,3% від початкової частоти.

Що я до цього часу знайшов:

• Я думав про OFDM, але я дізнався, що хоча оцінка каналів набагато простіша, вона набагато чутливіша до ефектів доплера.
• Я також думав про щеплення модуляції, чи хтось робив щось подібне?

Які ваші думки?

Редагувати: Я додав деякі з тих, що, на мою думку, є «гіршими сценаріями» (багатоканальний канал, для bps = 200 Гц). Канал розрахований на кількість бітів у часовій області, тому ви можете легше побачити, скільки бітів пройде до наступного відображення.

Випадок 1: Випадок 2: Випадок 3: Випадок 4:

Примітки:

• Як ми бачимо, у мене майже завжди є другий шлях майже однакової величини, але протилежна фаза готова дотримуватися його основного шляху.
• Для пакету в 1000 біт при 200 біт / с (5 секунд), я вважаю, що канал може суттєво змінитися ... але в той же час ми маємо повний контроль над довжиною і вмістом пакету.
• Можна припустити, що зміщення частоти через доплерівське відносно «добре поводиться», тобто немає різких «поштовхів». Зміна компенсації частоти через невідповідності перевізника також може бути сприйнята як належна поведінка.

Це неприємне середовище сигналу. Я би зробив трохи дзюдо DSP і змусив би працювати багатошлях для вас, використовуючи рейковий приймач , який повинен змусити сигнали багатошляху збільшити ваш SNR, а не зменшити його.

Приймачі граблі використовуються (наскільки я знаю, все одно) в системах CDMA, але це не тому, що їх можна використовувати лише в системах CDMA. Питання - символ періоду. Наступна цитата - з статті про приймачі граблів:

Приймач RAKE намагається зібрати зміщені за часом версії вихідного сигналу, забезпечуючи окремий кореляційний приймач для кожного з багатопутних сигналів. Це може бути зроблено завдяки тому, що багатошарові компоненти практично не пов'язані з іншими, коли їх відносна затримка розповсюдження перевищує період чіпа.

Таким чином, причиною того, що вони використовувались у системах CDMA, а не, скажімо, GSM, було те, що швидкість чіпа була настільки швидшою, і, таким чином, багатошлюбні сигнали не надходили б у той самий чіп / символ. Це не стосувалося GSM та інших "вузькосмугових" сигналів. Незважаючи на те, що швидкість передачі бітів дуже низька, багатоканальний сигнал все ще має затримки, що перевищують один символ, тому це обмеження не повинно бути проблемою.

Інша проблема - виявлення багатодороги. Думаю, це могло б бути здійснено за допомогою відомих послідовностей даних, таких як преамбула, але я визнаю, що я не є експертом у приймачах рейків.

Якщо приймач граблів не виходить, ви все одно можете використовувати довгий еквалайзер для обробки багатошлях.

Щодо інших елементів системи, якщо немає зворотного зв'язку, я би подав сигнал QPSK з FEC (можливо, турбокоди). Якщо у вас є зворотній зв'язок, я б робив те саме, але також динамічно змінював тип модуляції з QPSK на 16-QAM або щось подібне, залежно від того, наскільки добре сигнал надходить.

EDIT: Трохи задумавшись, я зрозумів, чому рейкові приймачі та системи CDMA йдуть рука об руку. Проблема полягає в тому, що навіть якщо ви виявите багатошляховий сигнал, він не принесе вам нічого хорошого, якщо він не має позитивного SINR . За визначенням, щонайбільше один багатонавіточний сигнал може мати позитивний SINR, тому що для всіх інших багатошляхових сигналів найсильніший їх переповнює.

Ось тут і надходить розчарування. Після того, як багатополосний сигнал буде розповсюджений, він матиме позитивний SINR, якщо вважати, що коефіцієнт розповсюдження достатньо великий, щоб подолати початковий негативний SINR. Враховуючи це, я вважаю, що правильним рішенням є ослаблення межі 500 Гц, використання досить великого коефіцієнта розповсюдження та рейка-ресивера для комбінування різних сигналів з кількома шляхами.