Versuchsplattform für die Validierung von Algorithmen für die Akustikkommunikation

VST-ACTestVersuchsplattform für die Validierung von Algorithmen für die AkustikkommunikationDie verwendeten Modems und Algorithmen werden von MATLAB programmiert, um MATLAB-Programme über Labview aufzurufen und die Datenerfassungskarte zu steuern, um die Akustikkommunikationsgeräte auszulösen; An der Empfangsseite wird die Datenerfassung des Kommunikationssignals durch die Listener + Datenerfassungskarte abgeschlossen und die Echtzeit-Anzeige des Signals und die Offline-Datenverarbeitung durch das VC-Programm abgeschlossen.

Hauptparameter der Hardware:

(1) Wasserschallverstärker: 190 dBuPa@1m (Hochleistungsmodell); Die maximale Ausgangsspannung ist nicht geringer als 900Vpp@22KHz Ausgangssignalbreite kontinuierlich einstellbar;

(2) Umrichter Frequenzband: 20K-30KHz (oder Anpassung anderer Benutzeranforderungen Frequenzband);

(3) Wasserhörgerät: Unterstützung von 4 Eingängen;

(4) AD/DA-Einheit: NI4431-Aufnahmekarte

(5) Stromversorgung: eingebaute Dual-Lithium-Batterie-Stromversorgung (Haupt- und Wasserschallsender unabhängig), Standby-Zeit von 8 Stunden; Wasserschallsignalleistungsverstärker senden ein Signal von nicht weniger als 1000 Bildern (typisches OFDM-Kommunikationssignal); Unterstützung der externen Stromversorgung.

(6) Eingebaute MFSK-Beispielanwendung, maximale Kommunikationsabstand: 8-10Km (30 m flache Meeresbedingungen).

Abbildung 1. Erscheinungsbild der Versuchsplattform für Akustikkommunikation

Technische Indikatoren

1. Wasserschallsignalleistungsverstärker

Parameterleistung:

Arbeitsfrequenzbereich: 20k-30kHz, passend zum WBT-22-Wandler;

Versorgungsspannung: 24-36V Gleichstromversorgung;

Ausgangssignal: 190 dBuPa@1m (Hochleistungsmodell);

2. Digital-/Analog-Konvertierungsmodul

ADC-Abtastgenauigkeit 24 Bit, Abtastrate 102,4 Ksps;

3. Emissions-Transformer

Arbeitsfrequenzbereich: 20kHz-30kHz

Spannungsreaktion: > 143dB ± 3dB@22kHz

Horizontale Strahlbreite: 360°;

Vertikale Strahlbreite 55° ± 3° @ 22kHz

Kabellänge: 10 m

4. Empfang von Hörgeräten

Parameterleistung:

Arbeitsfrequenzbereich: 20Hz-100kHz niedrig

Empfindlichkeit: >-200dB

Kabellänge: 15 m

Plattform: Labview + Matlab

Funktionsbeschreibung: Das für die Akustikkommunikation verwendete Modem und der Algorithmus werden von MATLAB programmiert, um MATLAB-Programme über Labview aufzurufen und die Datenerfassungskarte zu steuern, um die Akustikkommunikationsgeräte auszulösen; An der Empfangsseite wird die Datenerfassung des Kommunikationssignals durch die Listener + Datenerfassungskarte abgeschlossen und die Echtzeit-Anzeige des Signals und die Offline-Datenverarbeitung durch das VC-Programm abgeschlossen.

Hauptsystem mit Windows 10 Betriebssystem

Eigenschaften: Die Plattform kann verschiedene Modulationssignale testen und entwickeln, die Matlab-basierte Entwicklungsumgebung ermöglicht das Testen und die schnelle Implementierung komplexer Algorithmen und ermöglicht den Test von echten Hydroakustischen Signalen mit realer Hardware. Unterstützt den Senden und Empfang einer Vielzahl von Akustikmodulationssignalen; Funktionen zur Wiedergabe und Analyse von Signalen, einschließlich der Anzeige von Zeitbereichen, Frequenzbereich und Sternenkarten des Signals. (MATLAB-Quellcode für einige Modulationsschema)

1. Sender: Wählen Sie die Modulationsmethode nach Bedarf, rufen Sie den von MATLAB geschriebenen Modulationsalgorithmus auf, um das Signal zu modulieren, während das Signal nach der Modulation abgeschlossen ist, WAV-Dateien erzeugen, LABVIEW wählen Sie die generierte WAV-Datei zurück und senden Sie, können kontinuierlich gesendet werden, und der Benutzer kann die Anzahl der Sendungen kontrollieren.

Abbildung 2. Signalsteuerung

Die Offline-Debugging-Schnittstelle des Empfängers umfasst jetzt hauptsächlich die folgenden zwei Aspekte: Erstens können Daten erfasst und gespeichert werden; Wenn die Erfassung gestoppt ist, können Sie die Daten auswählen, die Sie aus dem Ordner, in dem die Datei aktuell gespeichert ist

Abbildung 3. Echtzeit-Signal-Empfang-Anzeigeschnittstelle