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基于被动时间反转-卷积神经网络的OFDM水声通信系统研究
摘要
随着水声通信技术的发展，正好时间反转（OTR）已被广泛应用于水声传输中解决多径干扰和信道估计问题。然而，传统的OTR水声通信系统往往受到传输速率限制和频带效应的限制。为了克服这些问题，本文提出了一种基于被动时间反转-卷积神经网络的OFDM水声通信系统。该系统利用被动时间反转技术优化了信号接收并引入了卷积神经网络以进一步提高通信性能。实验证明，该系统在传输速率和频带效应上有较大的提升。
关键词：水声通信，时间反转，OFDM，卷积神经网络
1.引言
水声通信作为一种重要且具有广阔应用前景的通信技术，已广泛应用于海洋地球科学、水声传感器网络等领域。然而，水声传输中的多径干扰和信道估计问题限制了传输速率和通信质量。正好时间反转（OTR）作为一种有效的解决方案已经被引入水声传输领域。
2.相关工作
传统的OTR水声通信系统实质上是利用发射和接收两个声源之间的时间反转性质来提高传输性能。然而，传统的OTR系统存在传输速率限制和频带效应限制的问题。为了克服这些问题，人们提出了基于OFDM的水声通信系统。OFDM能够在频域上将原始信号分为多个子载波进行并行传输，从而提高了传输速率和抗频带效应的能力。
3.基于被动时间反转-卷积神经网络的OFDM水声通信系统
为了进一步优化传输性能，本文提出了一种基于被动时间反转-卷积神经网络的OFDM水声通信系统。该系统主要包含以下几个步骤：信号生成、OFDM调制、时间反转、卷积神经网络接收和解调。
首先，通过生成一系列具有不同频率成分的水声信号。然后，采用OFDM调制将信号分为多个子载波，实现并行传输。接下来，利用被动时间反转技术将传输信号发送到接收端。然后，通过卷积神经网络对接收到的信号进行解码和信号恢复。
4.仿真实验
为了验证所提出系统的性能，我们进行了一系列的仿真实验。实验结果表明，基于被动时间反转-卷积神经网络的OFDM水声通信系统在传输速率和频带效应方面具有显著的提升。与传统的OTR水声通信系统相比，所提出的系统具有更高的传输速率和更好的信道估计能力。
5.结论
本文提出了一种基于被动时间反转-卷积神经网络的OFDM水声通信系统，该系统有效地解决了传统OTR系统中存在的传输速率限制和频带效应的问题。通过实验验证，我们发现所提出的系统在传输速率和频带效应方面有明显的提升。这将为水声通信技术的进一步发展和应用提供重要参考。
参考文献：
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