물소리 통신 알고리즘 검증 실험 플랫폼

VST-ACTest는물소리 통신 알고리즘 검증 실험 플랫폼사용된 모뎀과 알고리즘은 MATLAB 프로그래밍에 의해 구현되며, Labview를 통해 MATLAB 프로그램을 호출하고 데이터 수집 카드를 제어하여 물소리 통신 장치를 트리거한다;수신단에서는 수청기 + 데이터 수집 카드를 통해 통신 신호 데이터 수집을 완료하고 VC 프로그램을 통해 신호의 실시간 표시와 데이터 오프라인 처리를 완료합니다.

기본 하드웨어 매개 변수:

(1) 물소리 전력 증폭기: 190dBuPa@1m(고출력 모델),대응 최대 출력 전압 폭900Vpp@22KHz; 출력 신호의 폭을 연속적으로 조절할 수 있다;

(2) 에너지 교환기 주파수 대역: 20K-30KHz (또는 다른 사용자 요구 주파수 대역 사용자 정의);

(3) 수청기: 4번 입력 지원;

(4) AD/DA 유닛: NI4431 채집카드

(5) 전원 공급: 내장 듀얼 리튬이온 배터리 전원 공급 (본체와 물소리 송신기는 각각 독립적으로 전원), 대기 시간 8시간;물소리 신호 출력 증폭기 송신 신호는 1000프레임 (일반 OFDM 통신 신호) 이상이어야 한다.외부 전원 공급을 지원합니다.

(6) 내장 MFSK 예제 응용, 최대 통신 거리: 8~10Km (30m 얕은 바다 조건).

그림1. 물소리 통신 시험 플랫폼 외관

기술 지표

1. 물소리 신호 출력 증폭기

매개변수 성능:

작동 주파수 범위: 20k-30kHz, WBT-22 에너지 교환기와 일치;

전원 공급 전압: 24-36V 단일 전원 DC 전원 공급 장치;

출력 신호: 190dBuPa@1m(고출력 모델),

2. 디지털/아날로그 변환 모듈

ADC 샘플링 정밀도 24비트, 샘플링 비율 102.4Ksps;

3. 에너지 교환기 발사

작동 주파수 범위: 20kHz-30kHz

송신 전압 응답: > 143dB ±3dB@22kHz

수평 빔 폭: 360 °;

수직 빔 너비 55°±3°@22kHz

케이블 길이: 10m

4. 수신 수청기

매개변수 성능:

작동 주파수 범위: 20Hz-100kHz 낮음

주파수 수신 감도: > -200dB

케이블 길이: 15m

플랫폼 소프트웨어: Labview+Matlab

기능 소개: 물소리 통신에 사용되는 모뎀과 알고리즘은 MATLAB 프로그래밍에 의해 구현되며, Labview를 통해 MATLAB 프로그램을 호출하고 데이터 수집 카드를 제어하여 물소리 통신 설비를 트리거한다;수신단에서는 수청기 + 데이터 수집 카드를 통해 통신 신호 데이터 수집을 완료하고 VC 프로그램을 통해 신호의 실시간 표시와 데이터 오프라인 처리를 완료합니다.

운영 체제는 Window 10 운영 체제입니다.

특징: 이 플랫폼은 각종 모뎀 신호를 테스트하고 개발할 수 있으며, Matlab 기반 개발 환경은 복잡한 알고리즘의 테스트와 빠른 실현에 유리하며, 실제 하드웨어를 통해 실제 물소리 신호 테스트를 완료할 수 있다.다양한 물소리 변조 신호의 송신과 수신을 지원한다.신호 시간 표시, 주파수 영역 표시 및 신호의 별자리 그래프 표시 등의 기능을 포함한 신호 재생 및 분석 능력을 갖추고 있다.(일부 모뎀의 MATLAB 소스 코드 제공)

사용 소개: 1. 송신단: 필요에 따라 변조 방식을 선택하고, MATLAB이 작성한 변조 알고리즘을 호출하여 신호를 변조하고, 동시에 변조가 완료된 신호를 WAV 파일을 생산하고, LABVIEW로 돌아가 생성된 WAV 파일을 선택하여 송신하며, 연속적으로 송신할 수 있으며, 사용자가 송신 횟수를 제어할 수 있다.

그림 2. 신호 송신 제어판

2. 수신단의 오프라인 디버그 인터페이스는 현재 주로 다음과 같은 두 가지 측면을 포함하는데, 첫째는 데이터 수집을 진행하고 저장할 수 있다는 것이다.수집을 중지하면 현재 파일이 저장된 폴더의 서쪽에서 디버그할 데이터를 선택할 수 있습니다

그림3. 실시간 신호 수신 디스플레이 인터페이스