面向水声跳频通信的抗多径碰撞可视化小程序

演示水声 FH-BFSK 跳频通信中,多径延迟路径如何造成频率碰撞,并进一步影响简化非相干能量检测下的 UBER 指标。

教学演示模型 FH-BFSK 频点能量域 非完整 JANUS 仿真
当前延迟 d
碰撞次数 C(d)
碰撞率 R(d)
当前 UBER
最大碰撞延迟
平均碰撞率
风险判断

图 1:跳频时频图

浅色为 BFSK 候选频点,深色为实际发送频点

图 2:延迟平移图案与当前跳频组重合

黑色为当前跳频组,淡蓝为延迟图案,红点为组重合

图 3:碰撞次数曲线 C(d)

高亮竖线为当前 d

图 4:简化能量检测 UBER 曲线

UBER 是教学指标,不代表真实链路精确性能

结果解释

模型边界

本程序采用频点能量域的简化 FH-BFSK 非相干检测模型。它用于展示跳频图案、多径延迟、频率碰撞与 UBER 之间的关系。

碰撞定义为:延迟码片的跳频组与当前码片的跳频组重合。悬停红点可查看对应码片的 bit 级候选频点关系。UBER 曲线用于观察趋势,而不是给出真实水声链路的严格误码率。

作业说明文本

本小程序用于演示水声 FH-BFSK 跳频通信中的多径碰撞问题。用户可以选择不同跳频模式,并调节多径延迟、多径强度、信噪比等参数。程序会显示跳频时频图、当前延迟下的碰撞位置、不同延迟下的碰撞次数曲线以及简化能量检测模型下的 UBER 曲线。通过观察碰撞次数和 UBER 的变化,可以理解跳频图案设计对抗多径性能的影响。本程序采用频点能量域的教学简化模型。
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