西北工业大学水声通信实验：MATLAB仿真实现与关键代码

水声通信大作业是西北工业大学的一门课程任务，主要围绕现代通信技术在水声环境中的应用进行实践学习。本作业的重点内容涉及以下几个方面： 1. **信号处理与调制**： - 实验中使用了线性频率调制(LFM)或高斯脉冲调制(HFM)作为探针信号，这是水声通信中常见的调制方式，用于在水中传输信息。选择这两种调制方式是因为它们能够适应水声信道的特点，如多径传播和衰减。 2. **滤波与扩频**： - 形成的滤波器采用的是升余弦滚降(Cosine Roll-off, SRRC)滤波器，这是一种低通滤波器，有助于减少信号失真并保持较好的频谱特性。 - 采用m序列直接扩频技术，这是扩频通信中的一种，通过将信息数据分散到一个较大的频带内，提高抗干扰能力和保密性。 3. **信道编码与解码**： - 信道编码使用了卷积码，这是一种有效的纠错编码方法，能增加信号的抗干扰能力，尤其是在存在噪声的水声信道中。 - 接收端采用维特比解码器，这是卷积码解码的一种高效算法，用于从接收到的信号恢复原始信息。 4. **信道模型与均衡**： - 假设信道冲激响应函数h=[1,0.8,0.2]，这是一个简单的离散时间系统模型，可能代表了水声信道的特定衰减和延迟特性。 - 为了对抗信道的影响，需要设计均衡器，这里提供了两种选择：实时自适应均衡器，如RLS（递归最小二乘法）或LMS（莱姆斯算法），它们能够在接收端动态调整滤波器系数，以改善信号质量。 5. **MATLAB编程实现**： - 作业要求编写发送端和接收端的MATLAB程序，这些程序包括信号的调制、编码、扩频、信道模型的模拟、均衡以及解码等步骤。具体代码展示了如何将文本转换为二进制比特流，进行M-PSK调制，设置信号帧结构，以及实现信道模型和均衡器的操作。 此大作业涵盖了水声通信的基本理论，从信号处理到信道编码和解码的实际应用，以及编程实践，对参与的学生来说，不仅锻炼了理论知识的理解，也提升了实际操作和问题解决的能力。