Гидро-акустический модем
Гидро-акустический модем предназначен для передачи данных под водой с использованием акустических сигналов. Модем обеспечивает передачу данных со скоростью от 2.1 до 9.2 кбит/с в полосе частот 10 кГц, центральная частота может быть выбрана в пределах 15 - 45 кГц. Модем использует OFDM модуляцию, что обеспечивает хорошую работу на много-лучевом канале с длиной ИХ до 29.3 мс. Широкий выбор режимов устойчивости OFDM (количества несущих, длительности символа и защитного интервала, шага пилотов) и избыточности FEC позволяет выбрать оптимальный режим работы для разных условий распространения аккустического сигнала.
Характеристики модема:
- Четыре режима устойчивости OFDM.
- Длина защитного интервала 10.7 - 29.3 мс.
- Количество OFDM несущих 229 - 89.
- Шаг между несущими 10.4 - 26.8 Гц.
- Количество пилотов от 1/12 до 1/3.
- QPSK модуляция.
- Сверточный код со скоростью 2/3, 1/2, 1/3.
- Перемежитель длиной 1.6 с.
Принципы работы гидро-аккустического модема
Модем передает данные кадрами по 1.6 с. Кадр начинается с преамбулы длиной в один OFDM символ, по которой выполняется обнаружение сигнала, первоначальная оценка сдвига частоты задающего генератора и доплеровского сдвига в канале. Далее передаются OFDM символы данных, содержащие в себе пилотные сигналы, уровень пилотов на 3 дБ выше чем уровень данных. По пилотам выполняется оценка и компенсация АЧХ канала. Передача заканчивается передачей символа конца передачи вместо преамбулы следующего кадра.
Тестирование
Модем прошел испытания на различных подводных трассах и используется в серийно выпускаемом оборудовании.
Условия поставки
Гидро-акустический модем поставляется в виде исходного кода на C, оптимизированного для сбрки под gcc для BeagleBone. В поставку включены образцы сигналов и нереалтаймовая отладочная среда, позволяющая оценить параметры модема и потребляемые алгоритмом ресурсы, она же может быть использована как пример интеграции модема. Отладочная среда имеет в своем составе симулятор канала и позволяет эмулировать следующие искажения сигнала: много-лучевое распространение сигнала с Релеевским и Райсовским рассеиванием, добавление шума, ослабление уровня сигнала, сдвиг частоты задающего генератора и другие. Тестовая среда так же может быть собрана на ПК под MS Visial Studio.