A
Б
Рисунок 1.1 – Импульсная характеристика подводного акустического канала в разных масштабах (А, Б)
На рис. 1.2 рассчет проведен по 3-м известным формулам, описывающим зависимость затухания от частоты для гидроаккустических сигналов. Р. А. Вадов и Франкойс-Гаррисон занимались исследованиями затухания в гидроакустическом канале связи, и результаты их работ представляются в программном обеспечении Акустического института им. ак. Н. Н. Андреева. Для вычислений использованы следующие параметры [7]:
% % Баренцево море
% f = [1.5:0.02:4.5] %Частота в кГц
% z=100; % Глубина в метрах
% t=2; % температура в град. Цельсия
% s=34.5; % солёность в промиле
% pH=8; % – кислотность
% XLAT=70; % Широта мало влияет, можно взять константой
Рисунок 1.2 – Результат расчета коэффициента затухания в дБ/км в зависимости от частоты
Считая, что модель затухания в Баренцевом море близка к модели затухания в Охотском море, можно принять вышеуказанные данные для расчета каждой точки Hf передаточной функции канала:
(1.4)
где L – номер луча, Nl – номер последнего луча, IL + i. QL – комплексное число передаточной функции на конкретной частоте, модуль которого является амплитудой луча aL, зависящей от коэффициентов фокусировки, отражения от дна и отражения от поверхности. А аргумент этого числа – фаза луча φL. Необходимо рассчитывать структуру поля для нескольких частотных значений Hf1, Hf2, … Hfn, чтобы получить передаточную функцию H. Операция ОБПФ от этой функции даст импульсную характеристику устройства h, описываемую формулой (1.3).
OFDM-сигнал на входе приемной части, прошедший через канал связи, без учета многолучевости и АБГШ может быть представлен с помощью следующей формулы с текущей частотой fr (n) с номером гармоники n, с числом гармоник Kc, данных I and Q (соответственно, синфазная и квадратурная составляющие), включающие в себя пилот-сигналы и нулевые составляющие:
(1.5)
Текущая частота содержит сдвиг Доплера вследствие эффекта Доплера в канале связи (v и c – соответственно, скорости перемещающегося объекта и света, α – угол между векторами скорости) и разницу между эталонными частотами передатчика и приемника fdiff, f0 – несущая частота и fc – частотный разнос:
При рассмотрении факта многолучевости можно дополнить эту модель,