Plataforma experimental de verificación de algoritmos de comunicación acústica submarina

VST-ACTestPlataforma experimental de verificación de algoritmos de comunicación acústica submarinaLos programas y algoritmos de modulación y demodulación utilizados son programados por matlab, llamando al programa MATLAB a través de LabVIEW y controlando la tarjeta de adquisición de datos para desencadenar el equipo de comunicación acústica submarina; En el extremo receptor, la adquisición de datos de la señal de comunicación se completa a través del hidrófono + tarjeta de adquisición de datos, y la visualización en tiempo real de la señal y el procesamiento fuera de línea de los datos se completan a través del programa vc.

Principales parámetros de hardware:

(1) amplificador de potencia acústica submarina: 190 dBuPa@1m (modelo de alta potencia); La amplitud máxima de tensión de salida correspondiente no es inferior a 900Vpp@22KHz ; la amplitud de la señal de salida es continuamente ajustable;

(2) banda de frecuencia del sensor: 20k - 30khz (o banda de frecuencia requerida por otros usuarios personalizada);

(3) hidrófono: admite 4 entradas;

(4) unidad AD / da: tarjeta de adquisición ni4431

(5) suministro de energía: suministro de energía con batería de litio dual incorporada (suministro de energía independiente para el motor principal y el transmisor acústico submarino, respectivamente), tiempo de espera de 8 horas; La señal transmitida por el amplificador de potencia de la señal acústica submarina no es inferior a 1000 fotogramas (señal de comunicación típica ofdm); Apoyar el suministro de energía externa.

(6) aplicación de ejemplo mfsk incorporada, distancia máxima de comunicación: 8 - 10 km (condición de mar poco profundo de 30 metros).

Figura 1. apariencia de la Plataforma de prueba de comunicación acústica submarina

Indicadores técnicos

1. amplificador de potencia de señal acústica submarina

Rendimiento de los parámetros:

Rango de frecuencia de trabajo: 20k - 30khz, que coincide con el sensor WBT - 22;

Tensión de alimentación: 24 - 36v de alimentación única dc;

Señal de salida: 190 dBuPa@1m (modelo de alta potencia);

2. módulo de conversión digital / analógico

La precisión de muestreo de ADC es de 24 bits, y la tasa de muestreo es de 102,4 ksps;

3. transmisor

Rango de frecuencia de trabajo: 20khz - 30khz

Respuesta de voltaje de transmisión: > 143db ± 3dB@22kHz

Ancho del haz horizontal: 360 °;

Ancho del haz vertical 55 ° ± 3 ° @ 22khz

Longitud del cable: 10 metros

4. recibir hidrófonos

Rendimiento de los parámetros:

Rango de frecuencia de trabajo: 20hz - 100khz bajo

Sensibilidad de recepción de frecuencia: > 200 DB

Longitud del cable: 15 metros

Software de la plataforma: LabVIEW + MATLAB

Introducción a la función: los programas y algoritmos de modulación y demodulación utilizados en la comunicación acústica submarina se realizan mediante la programación matlab, llamando al programa MATLAB a través de LabVIEW y controlando la tarjeta de adquisición de datos para activar el equipo de comunicación acústica submarina; En el extremo receptor, la adquisición de datos de la señal de comunicación se completa a través del hidrófono + tarjeta de adquisición de datos, y la visualización en tiempo real de la señal y el procesamiento fuera de línea de los datos se completan a través del programa vc.

El sistema principal utiliza el sistema operativo window 10

Características: la Plataforma puede probar y desarrollar todo tipo de señales de modulación y demodulación, el entorno de desarrollo basado en MATLAB es propicio para la prueba y la implementación rápida de algoritmos complejos, y también puede completar la prueba de señales acústicas submarinas reales a través de hardware real. Soporte para la transmisión y recepción de una variedad de señales de modulación acústica submarina; Tiene la capacidad de reproducción y análisis de señales, incluyendo la visualización del dominio del tiempo de la señal, la visualización del dominio de frecuencia y la visualización de la constelación de la señal. (código fuente MATLAB que proporciona algunos esquemas de modulación)

Introducción al uso: primero. lado de envío: seleccione el método de modulación de acuerdo con la demanda, llame al algoritmo de modulación escrito por MatLab para modular la señal, al mismo tiempo, produzca el archivo WAV después de la modulación, regrese a LabVIEW para seleccionar el archivo WAV generado y enviarlo, se puede enviar continuamente, y el usuario puede controlar el número de veces enviado.

Figura 2. panel de control de transmisión de señales

En segundo lugar, la interfaz de demodulación fuera de línea en el extremo receptor ahora incluye principalmente los siguientes dos aspectos, el primero es que se pueden recopilar y guardar datos; Cuando se detiene la recolección, se pueden seleccionar los datos que se quieren desmodular desde el oeste de la carpeta donde se guardan actualmente los archivos.

Figura 3. interfaz de recepción y visualización de señales en tiempo real