水聲通信算法驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)平臺

        VST-ACtest水聲通信算法驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)平臺所用調(diào)制解調(diào)程序與算法由 MATLAB 編程實(shí)現(xiàn)，通過Labview 調(diào)用 MATLAB 程序并控制數(shù)據(jù)采集卡觸發(fā)水聲通信設(shè)備；在接收端，通過水聽器+數(shù)據(jù)采集卡完成通信信號數(shù)據(jù)采集，并經(jīng)VC程序完成信號的實(shí)時(shí)顯示與數(shù)據(jù)離線處理。

        主要硬件參數(shù)：

（1）水聲功率放大器：190 dBuPa@1m(高功率型號)；對應(yīng)最大輸出電壓幅度不低于900Vpp@22KHz; 輸出信號幅度連續(xù)可調(diào); 

 （2）換能器頻帶：20K-30KHz（或定制其他用戶要求頻段）;   

（3）水聽器：支持4路輸入； 

 （4）AD/DA單元：NI4431采集卡 

 （5）供電：內(nèi)置雙鋰電池供電（主機(jī)和水聲發(fā)射機(jī)分別獨(dú)立供電），待機(jī)時(shí)間8小時(shí)；水聲信號功率放大器發(fā)射信號不低于1000幀（典型OFDM通信信號）；支持外部供電。 

（6）內(nèi)置MFSK示例應(yīng)用，最大通信距離：8-10Km （30米淺海條件）。 

 圖1. 水聲通信試驗(yàn)平臺外觀 

 技術(shù)指標(biāo) 

 1.水聲信號功率放大器 

     參數(shù)性能： 

     工作頻率范圍：20k-30kHz, 匹配WBT-22換能器； 

     供電電壓：24-36V 單電源直流供電； 

     輸出信號：190 dBuPa@1m(高功率型號)； 

 2.數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換模塊 

     ADC采樣精度24位，采樣率102.4Ksps； 

 3.發(fā)射換能器 

     工作頻率范圍：20kHz-30kHz 

     發(fā)送電壓響應(yīng)：>143dB±3dB@22kHz 

     水平波束寬度：360°；

     垂直波束寬度55°±3°@22kHz 

     電纜長度：10米 

 4.接收水聽器 

 參數(shù)性能： 

    工作頻率范圍：20Hz-100kHz 低

    頻接收靈敏度：>-200dB 

    電纜長度：15米 

 平臺軟件：Labview+Matlab 

     功能簡介：水聲通信所用調(diào)制解調(diào)程序與算法由 MATLAB 編程實(shí)現(xiàn)，通過Labview 調(diào)用 MATLAB 程序并控制數(shù)據(jù)采集卡觸發(fā)水聲通信設(shè)備；在接收端，通過水聽器+數(shù)據(jù)采集卡完成通信信號數(shù)據(jù)采集，并經(jīng)VC程序完成信號的實(shí)時(shí)顯示與數(shù)據(jù)離線處理。 

主系統(tǒng)采用Window 10操作系統(tǒng) 

     特點(diǎn)：該平臺可測試和開發(fā)各類調(diào)制解調(diào)信號，基于Matlab 的開發(fā)環(huán)境利于復(fù)雜算法的測試與快速實(shí)現(xiàn)，又可通過真實(shí)硬件完成真實(shí)水聲信號測試。 支持多種水聲調(diào)制信號的發(fā)送與接收；具備信號回放與分析能力，包括信號時(shí)域顯示、頻率域顯示及信號的星座圖顯示等功能。（提供部分調(diào)制方案的MATLAB源代碼） 

     使用簡介： 一． 發(fā)送端：根據(jù)需求選擇調(diào)制方式，調(diào)用 MATLAB 編寫的調(diào)制算法調(diào)制信號，同時(shí)將調(diào)制完成后的信號，生產(chǎn) WAV 文件，返回 LABVIEW 選擇所生成WAV 文件并發(fā)送，可以做到連續(xù)發(fā)送，并且用戶可以控制發(fā)送的次數(shù)。 

 圖2. 信號發(fā)射控制面板

 二． 接收端的離線解調(diào)界面現(xiàn)在主要包括以下兩個(gè)方面，第一是可以進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并且保存；當(dāng)停止采集后，可以從當(dāng)前保存文件的文件夾西選擇想要解調(diào)的數(shù)據(jù) 

 圖3. 實(shí)時(shí)信號接收顯示界面