Underwater channel modeling for sonar applications

Abstract

Sualtı akustik kanal modelleri iletişim ve sonar uygulamaları bağlamında incelenmiştir. Sualtı ortamındaki akustik yayılma kanalı çok yollu yayılım, zaman değişkenliği ve Doppler etkisi özelliklerini sergilemektedir. Bu tezde, çok yollu sönümlenen kanal modelleri, sualtı fiziksel özellikleri ve ses yayılım özellikleri incelenmiştir. Sonar uygulamaları için bir sualtı kanal modeli önerilmiştir. Önerilen modelde, sualtı ortamının fiziksel özellikleri kapsamlı bir şekilde göz önünde bulundurulmuştur. Deneyler/simülasyonlar gerçek hayat verileri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Model parametreleri belirli bir konum, senaryo ve fiziksel koşullar için tahmin edilmiştir. Model çıktısı kaydedilmiş verilerle uyuşturularak kanalın dürtü yanıtı yaklaşık olarak bulunmuştur. Optimizasyon ve tahmin işlemleri Ortalama Karesel Hata ölçütü kullanılarak frekans bölgesinde yapılmaktadır.

Underwater acoustic channel models have been studied in the context of communication andsonar applications. Acoustic propagation channel in an underwater environment exhibits multipath,time-variability and Doppler eects. In this thesis, multipath fading channel models,underwater physical properties and sound propagation characteristics are studied. An underwaterchannel model for sonar applications is proposed. In the proposed model, the physicalcharacteristics of underwater environment are considered in a comprehensive manner. Experiments/simulations were carried out using real-life data. Model parameters are estimated for aspecific location, scenario and physical conditions. The channel response is approximated byfitting the model output to the recorded data. The optimization and estimation are conductedin frequency domain using Mean Square Error criterion.