Apa pendapat tentang modulasi terbaik untuk digunakan untuk komunikasi akustik bawah air pada frekuensi rendah?

Saya ingin ping hivemind DSP untuk pemikiran umum tentang apa yang akan menjadi tipe modulasi terbaik untuk digunakan untuk komunikasi bawah air frekuensi rendah. Saya telah memilih proyek ini karena saya dapat belajar banyak dari itu.

Beberapa konteks:

• Frekuensi rendah seperti dalam <500 Hz (untuk operator dan data termodulasi jelas)
• BPS mengatakan, 200 Hz akan bagus.
• Pasti akan memiliki multipath.
• Frekuensi dapat dioleskan karena doppler dengan faktor maksimum sekitar 0,3% dari frekuensi asli.

Apa yang saya temukan sejauh ini:

• Saya berpikir tentang OFDM, tetapi saya telah belajar bahwa sementara estimasi saluran jauh lebih mudah, itu jauh lebih sensitif terhadap efek doppler.
• Saya juga memikirkan modulasi kicauan, apakah ada yang pernah melakukan hal seperti itu?

Apa yang kamu pikirkan?

Sunting: Saya telah melampirkan beberapa dari apa yang saya yakini sebagai skenario 'kasus terburuk' dari (saluran multipath, untuk bps = 200 Hz). Saluran dalam hal jumlah bit dalam domain waktu sehingga Anda dapat lebih mudah melihat berapa banyak bit yang lewat sebelum refleksi berikutnya tiba.

Kasus 1: Kasus 2: Kasus 3: Kasus 4:

Catatan:

• Seperti yang bisa kita lihat, saya hampir selalu memiliki jalur kedua yang besarnya hampir sama tetapi fase berlawanan siap untuk menempelkannya ke jalur utama saya.
• Untuk paket 1000 bit @ 200 bps, (5 detik), saya kira saluran dapat berubah secara signifikan ... tetapi pada saat yang sama, kami memiliki kontrol total atas panjang paket dan konten.
• Kita dapat mengasumsikan bahwa offset frekuensi akibat doppler relatif 'berperilaku baik', yaitu, tidak ada 'sentakan' tiba-tiba. Frekuensi offset karena ketidakcocokan operator juga dapat dianggap berperilaku baik.

Itu adalah lingkungan sinyal yang buruk. Saya akan melakukan judo DSP kecil dan membuat multi-path bekerja untuk Anda dengan menggunakan penerima menyapu , yang seharusnya membuat sinyal multi-path meningkatkan SNR Anda daripada mengurangi itu.

Receiver Rake hanya digunakan (sejauh yang saya tahu, bagaimanapun) dalam sistem CDMA, tetapi itu bukan karena mereka hanya dapat digunakan dalam sistem CDMA. Masalahnya adalah periode simbol. Kutipan berikut berasal dari makalah penerima rake:

Penerima RAKE berupaya mengumpulkan versi sinyal asli yang bergeser waktu dengan menyediakan penerima korelasi terpisah untuk masing-masing sinyal multipath. Ini dapat dilakukan karena komponen multipath secara praktis tidak berkorelasi dengan yang lain ketika penundaan propagasi relatif mereka melebihi periode chip.

Jadi, alasan mereka digunakan dalam sistem CDMA dan bukan, katakanlah, GSM, adalah karena kecepatan chip jauh lebih cepat, dan dengan demikian sinyal multipath tidak akan tiba dalam chip / simbol yang sama. Itu tidak benar untuk GSM dan sinyal "narrowband" lainnya. Meskipun bit rate Anda sangat rendah, sinyal multipath tampaknya masih memiliki keterlambatan lebih dari satu simbol, jadi kendala ini seharusnya tidak menjadi masalah.

Masalah lainnya adalah mendeteksi multipath. Saya pikir, ini bisa diselesaikan dengan urutan data yang diketahui, seperti mukadimah, tetapi saya akui bahwa saya bukan ahli penerima penggaruk.

Jika penerima menyapu tidak berhasil, Anda masih bisa menggunakan equalizer panjang untuk menangani multipath.

Mengenai elemen lain dari sistem, jika tidak ada umpan balik saya akan melakukan sinyal QPSK dengan FEC (mungkin kode turbo). Jika Anda memiliki umpan balik, saya akan melakukan hal yang sama tetapi juga secara dinamis mengubah jenis modulasi dari QPSK hingga 16-QAM atau sesuatu, tergantung pada seberapa baik sinyalnya datang.

EDIT: Setelah memikirkannya sedikit, saya menyadari mengapa penerima rake dan sistem CDMA berjalan beriringan. Masalahnya adalah bahwa bahkan jika Anda mendeteksi sinyal multi-jalur, itu tidak banyak membantu Anda kecuali memiliki SINR positif . Menurut definisi, paling banyak satu sinyal multi-jalur dapat memiliki SINR positif, karena untuk semua sinyal multi-jalur lainnya, yang terkuat menguasai mereka.

Di situlah despreading masuk. Setelah sinyal multi-jalur disebarkan maka akan memiliki SINR positif, dengan asumsi faktor penyebaran cukup besar untuk mengatasi SINR negatif awal. Mengingat hal ini saya pikir solusi yang tepat adalah dengan melonggarkan batas 500 Hz, gunakan faktor penyebaran yang cukup besar dan penerima penggaruk untuk menggabungkan berbagai sinyal multi-jalur.