تخمين و تعديل كانال مخابراتي متغير با زمان زيرآب با استفاده از شكلدهي پرتو وفقي و بسط توابع متعامد

Approximation and adjustment of an underwater time-varying communication channel by using adaptive Beamforming and Basis Expansion Model

كانال هاي مخابراتي زيرآب داراي ويژگي هايي مانند تضعيف زياد، ماهيت متغير با زمان محيط انتشار و سرعت كم صوت هستند كه ارسال اطلاعات در آن ها را مشكل مي كند. به دليل تغييرپذيري محيط، كانال مخابراتي در اين محيط ها داراي گزينندگي زماني و فركانسي مي باشد. اين كانال متغير با زمان را مي توان با استفاده از بسط توابع پايه به منظور دنبال كردن تغييرات زماني كانال مدل كرد. در اين مقاله از بسط توابع متعامد لاگر براي مدل كردن كانال مخابرات صوتي MIMO-OFDM در زيرآب استفاده شده است. MIMO-OFDM داراي شكل دهي پرتو وفقي فضا-زمان در گيرنده مي باشد و به منظور همانند سازي بين كانال و گيرنده در روش پيشنهادي به جاي فيلترهاي TDL متداول از فيلتر لاگر در ساختار شكل دهنده پرتو استفاده شده است. نتايج به دست آمده نشان مي دهد كه روش پيشنهادي علاوه بر سادگي و كاهش حجم محاسبات، بهبود قابل توجهي در عملكرد مخابرات صوتي در زيرآب خواهد داشت.

Underwater acoustic communication channels have particular characteristics such as: high attenuation, the time-varying nature of propagation environment and low speed of the sound, which make it difficult to send information through these channels. Due to the variability of the environment, communication channels in this media are doubly-selective in both time and frequency domain. The time-varying channel can be expressed using expansion basic functions in order to following the temporal variation of the channel. In this paper, orthogonal Laguerre functions expansion is used to express an underwater MIMO-OFDM acoustic communication channel in which the MIMO-OFDM system uses adaptive beamforming at receiver. In order to have matching between the channel and receiver in the proposed system, digital Laguerre filters is used instead of conventional TDL filters in the beamformer. The results show that the proposed system has low computational complexity. Also it has a considerable improvement in the performance of the underwater acoustic communication system.