水音通信アルゴリズム検証実験プラットフォーム

VST-ACテスト水音通信アルゴリズム検証実験プラットフォーム使用するモデムプログラムとアルゴリズムはMATLABプログラムによって実現され、Labviewを通じてMATLABプログラムを呼び出し、データ収集カードを制御して水音通信装置をトリガする、受信側では、ハイドロホン+データ収集カードを通じて通信信号データ収集を完了し、VCプログラムを通じて信号のリアルタイム表示とデータオフライン処理を完了する。

主なハードウェアパラメータ：

（1）水音電力増幅器：190dBuPa@1m（高出力モデル）、対応最大出力電圧振幅が以下でない900Vpp@22KHz;出力信号の振幅は連続的に調整可能である、

（2）トランスデューサ帯域：20 K-30 KHz（または他のユーザ要求帯域をカスタマイズ）、

（3）ハイドロホン：4ウェイ入力をサポートする、

（4）AD/DAユニット：NI 4431収集カード

（5）給電：内蔵二重リチウム電池給電（本体と水音送信機はそれぞれ独立に給電）、待機時間は8時間、水音響信号電力増幅器送信信号は1000フレーム（典型的なOFDM通信信号）を下回らない、外部電源をサポートします。

（6）内蔵MFSKサンプル応用、最大通信距離：8-10 Km（30 m浅海条件）。

図1.水音通信試験プラットフォームの外観

技術指標

1.水音信号電力増幅器

パラメータのパフォーマンス：

動作周波数範囲：20 k-30 kHz、マッチングWBT-22変換器、

給電電圧：24-36 V単電源直流給電、

出力信号：190dBuPa@1m（高出力モデル）、

2.デジタル/アナログ変換モジュール

ADCサンプリング精度24ビット、サンプリング率102.4 Ksps、

3.送信変換器

動作周波数範囲：20 kHz-30 kHz

送信電圧応答：>143 dB±3dB@22kHz

水平ビーム幅：360°、

垂直ビーム幅55°±3°@22 kHz

ケーブル長：10 m

4.レシーバハイドロホン

パラメータのパフォーマンス：

動作周波数範囲：20 Hz-100 kHz低

周波数受信感度：>−200 dB

ケーブル長：15 m

プラットフォームソフトウェア：Labview+Matlab

機能概要：水音響通信に用いられる変復調プログラムとアルゴリズムはMATLABプログラムによって実現され、Labviewを通じてMATLABプログラムを呼び出し、データ収集カードを制御して水音響通信装置を起動する、受信側では、ハイドロホン+データ収集カードを通じて通信信号データ収集を完了し、VCプログラムを通じて信号のリアルタイム表示とデータオフライン処理を完了する。

メインシステムにWindow 10オペレーティングシステムを採用

特徴：このプラットフォームは各種変復調信号をテストし開発することができ、Matlabの開発環境に基づいて複雑なアルゴリズムのテストと迅速な実現に有利で、また真実なハードウェアを通じて真実な水音響信号テストを完成することができる。複数種類の水音変調信号の送信と受信をサポートする、信号再生と分析能力を備え、信号時間領域表示、周波数領域表示及び信号の星座表示などの機能を含む。（部分変調方式のMATLABソースコードを提供する）

使用概要：一.送信側：需要に応じて変調方式を選択し、MATLABが作成した変調アルゴリズム変調信号を呼び出し、同時に変調完了後の信号をWAVファイルを生産し、LABVIEWに戻って生成したWAVファイルを選択して送信し、連続送信を行うことができ、そしてユーザーは送信の回数を制御することができる。

図2.信号伝送制御パネル

二.受信側のオフライン復調インタフェースは現在、主に以下の2つの態様を含む、第1はデータ収集及び保存が可能である、収集を停止すると、現在保存されているファイルのフォルダ西から復調したいデータを選択できます

図3.リアルタイム信号受信表示画面