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《淺海水聲信道抗多途跳頻通信系統(tǒng)研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、摘要淺海水聲信道是迄今為止最為復(fù)雜的無線通信信道之一。它固有的時(shí)．空一頻變以及窄帶、高噪、強(qiáng)多途干擾、長(zhǎng)傳輸時(shí)延、大隨機(jī)起伏等特征，使得淺海水聲通信系統(tǒng)在有效性和可靠性等通信性能的提高上面臨著巨大挑戰(zhàn)。由于淺海域具有特殊的經(jīng)濟(jì)和軍事戰(zhàn)略地位，涉及到國(guó)家的利益與發(fā)展，使得淺海水聲通信技術(shù)成為當(dāng)今海洋研究的熱點(diǎn)。跳頻通信是擴(kuò)展頻譜通信的一種重要方式，其具有的抗干擾能力強(qiáng)，特別是抗窄帶干擾、抗噪聲、抗多途；以及保密性和易于實(shí)現(xiàn)碼分多址等特點(diǎn)使得跳頻通信在復(fù)雜淺海水聲通信中受到廣泛重視。論文基于NICorn
2、pactⅪO嵌入式模塊，利用其具有高速數(shù)字信號(hào)處理能力和易于編程等優(yōu)點(diǎn)，針對(duì)淺海復(fù)雜水聲信道特點(diǎn)，構(gòu)建了抗多途水聲跳頻通信系統(tǒng)。系統(tǒng)在廈門港淺海域進(jìn)行了多次海上現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，取得了較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。論文的主要工作如下：1．系統(tǒng)和全面地介紹了國(guó)內(nèi)外在水聲通信技術(shù)領(lǐng)域的研究概況，分析了淺海水聲信道的特點(diǎn)及其對(duì)水聲通信性能的影響；2．開展了淺海水聲信道傳輸特性的仿真研究。采用BELLHOP射線模型和快速聲場(chǎng)模型分別對(duì)臺(tái)灣海峽水聲信道傳遞函數(shù)和淺海脈沖傳播多途時(shí)延特性進(jìn)行仿真研究，分析了淺海水聲信道中梳狀濾波器特
3、性及信道環(huán)境參數(shù)對(duì)水聲傳輸性能的影響；3．基于降低通信系統(tǒng)誤碼率的需求，進(jìn)行了信道糾錯(cuò)編碼一Tmo碼在淺海水聲信道中的性能仿真研究；4．針對(duì)淺海水聲跳頻通信中最為關(guān)鍵的同步問題，提出了一種新的基于軟件數(shù)字信號(hào)處理方法的時(shí)頻編碼同步方案，并采用短時(shí)傅立葉變換方法實(shí)現(xiàn)該方案；5．對(duì)于淺海水聲通信中面臨的信號(hào)大幅度起伏和尖脈沖干擾，在數(shù)字信號(hào)處理方法上采用Hilbert變換及相關(guān)算法實(shí)現(xiàn)幅度的自動(dòng)均衡，用小波變換去除突發(fā)尖峰噪聲，較好的實(shí)現(xiàn)了信號(hào)調(diào)理；6．在上述工作基礎(chǔ)上，論文基于NICompact對(duì)O嵌
4、入式模塊，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套淺海水聲信道抗多途跳頻通信系統(tǒng)。系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室水池和廈門港淺海域進(jìn)行了多次現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在距離為6km，水深15m左右，傳輸速率500bit／s時(shí)，傳輸誤碼率為lO‘2~10一。結(jié)合1'urbo碼技術(shù)后，可使通信系統(tǒng)的誤碼率降至10‘4以下，表明系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，能夠?qū)崿F(xiàn)較為穩(wěn)健的通信性能。本文具有以下創(chuàng)新點(diǎn)：1．提出了基于短時(shí)傅立葉變換的一種新的時(shí)頻聯(lián)合分析的同步方案；2．采用Hilbert變換和小波變換的軟件數(shù)字信號(hào)處理方法在水聲通信接收端中實(shí)現(xiàn)幅度自動(dòng)
5、均衡和去除沖擊噪聲干擾；3．基于美國(guó)NI公刮最新開發(fā)的Compact對(duì)O嵌入式模塊，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套水聲跳頻通信系統(tǒng)，經(jīng)廈門港海上實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)健性。關(guān)鍵詞：淺海水聲信道，多途干擾，信道仿真，跳頻通信，同步技術(shù)Abs仃actAbstractShallowwateracousticchannelisone0fthemoStcomplexwirelesscommunicationchannels．Theinherentcharacteristics，suchasspace—time一行eque
6、ncyVaD，ing，n獅w-band，high-noise，strongmultipathinterference，10ngtransmissiondelay，la唱efluctuatioll，etc．，makinge肫ctivenessandreliabilitype南肌anceofshallowwateraCousticcommuIlicationfaceenomouschallenges．Ontheotherhand，owingtothespecialeconomicandmilita巧一s
7、trate孚cpositionofshallowwater，whichinVolVedthenationalintereStanddeVelopment，shallowwateracouSticcommunicationtechniquebecomeahotresearCharcainrecentyears．Frequency-hoppingcommunicationaSamajormethodofSpread—spectmmcommunicationhasmanyadVantages，forexa
8、mple，anti-jammingability，inpaniculartheabilitytona門row-bandimerference，anti—noise，anti—multipatll，confidentialandeasytoimplementCodeDiVision凡缸ltipleAccess(CDMA)technique．C0nsequently，shallowwateracoustic仔equency-hoppingcommunicationdese
