基于LDPC码的水声扩频通信性能仿真∗

肖 骁 吴学智 隗小斐

（海军工程大学电子工程学院 武汉 430033）

1 引言

海洋拥有丰富的生物资源与战略资源，各国都加快了对海洋资源的探索与开发，对水下通信的需求也不断增加。光波和电磁波在在水下有着严重的衰减和吸收，在水下环境中无法进行长距离的传输。声波成为实现水下无线通信的主要方式，但水声信道复杂多变。具有时变、频变、空变的特性［1］，大大限制了水声信号远距离、高速率、低误码率的传输［2］。

在水声扩频通信系统中：1）由于水声信道是一种随机信道具有环境噪声高、传播损失大、信道带宽窄、多径效应严重等特点［3］，使得接收到的信号波形会产生严重的失真和畸变。2）采用64QAM等高阶调制方法，在提高系统传输速率的同时减小了解调后码元之间的汉明距离，导致系统误码率增加，通信效能降低。

对于降低扩频通信系统的误码率，信道编码是一种重要的方式。低密度奇偶校验码（Low Densi⁃ty Parity Check Code，LDPC）有着接近香农极限的性能［4］，将LDPC码与扩频通信技术相结合组成水声通信系统，利用扩频通信技术减轻由于水声信道多径时延扩展引起的频率选择性衰落对系统性能的影响，提高了系统的隐蔽性与抗干扰的能力。

2 水声信道模型

2.1 路径损耗

文献［5］中给出了衰减损失AL信号频率f的关系：

式中d为传输距离，f为信号频率，k为传播因子且k∈［1，2］，a（f）为吸收系数，常通过Thorp公式进行表示［6］：

其中频率f的单位为kHz。图2给出吸收系数与频率的关系，水声信道的吸收系数随着频率的增加而增大。……