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《水聲通信中雙曲調(diào)頻同步與調(diào)制技術(shù)研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、廈門大學(xué)碩士學(xué)位論文水聲通信中雙曲調(diào)頻同步與調(diào)制技術(shù)研究姓名：馮瑋申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：通信與信息系統(tǒng)指導(dǎo)教師：許肖梅201106摘要摘要海洋為人類的生存和發(fā)展提供了廣闊的前景，已成為當(dāng)今世界的重要話題。水聲通信解決水下信息的可靠傳輸與交換問題，在海洋資源開發(fā)、海洋國防安全、地震或海嘯預(yù)警、海洋環(huán)境監(jiān)測和水下科考等領(lǐng)域都扮演著重要的角色，是海洋信息領(lǐng)域需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。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．空．頻變以及窄帶、高噪、強多途干擾、長傳輸時延、大隨機起伏等特征，使
2、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)。本文首先分析了海洋中聲波的傳播特性及淺海水聲信道的主要特點，針對淺海水聲信道多途強、起伏大、多普勒效應(yīng)嚴(yán)重等特點，展開了淺海通信系統(tǒng)中幀同步方法和調(diào)制技術(shù)的研究。論文分析總結(jié)了水聲通信幀同步及擴頻調(diào)制的相關(guān)資料，在此基礎(chǔ)上提出了一種基于雙曲調(diào)頻(HyperbolicFrequencyModulated，HFM)信號的幀同步方案；以Chirp擴頻(ChirpSpreadSpectrum，CSS)技術(shù)為基礎(chǔ)，將HFM信號應(yīng)用于調(diào)制中，提出一種
3、雙曲調(diào)頻擴頻(HFMSpreadSpectrum，HFM．SS)調(diào)制方案；最后以LabVlEW8．6為核心平臺，配以必要的外圍設(shè)備，構(gòu)建了一套點對點的實時水聲通信系統(tǒng)。系統(tǒng)在實驗室水池和廈門大學(xué)水庫進(jìn)行了多次實驗。實驗結(jié)果表明，系統(tǒng)能夠在低發(fā)射功率的條件下實現(xiàn)穩(wěn)健可靠的通信。論文的主要工作如下：1．系統(tǒng)介紹了國內(nèi)外在水聲通信技術(shù)領(lǐng)域的研究概況，分析了海洋中聲波的傳播特性、淺海水聲信道的主要特點及其對水聲通信性能的影響；2．針對淺海水聲通信中最為關(guān)鍵的同步問題，開展了淺海水聲通信幀同步方法的研究，提出了一種
4、雙HFM信號同步方法。分析了水聲通信幀同步方法中幾種常用的信號及其時頻特性和相關(guān)的處理方法以及在水聲通信幀同步中的應(yīng)用，提出一種采用相關(guān)檢測方法的雙HFM信號同步法來實現(xiàn)水聲通信中的幀同步，并在有多普勒效應(yīng)的條件下對其性能進(jìn)行仿真研究；3．針對淺海水聲信道特點，開展了淺海水聲通信調(diào)制技術(shù)的研究，提出了雙水聲通信中雙曲調(diào)頻同步與調(diào)制技術(shù)研究曲調(diào)頻擴頻(HFM．ss)調(diào)制方法。分析總結(jié)了應(yīng)用于水聲通信系統(tǒng)中的跳頻(FrequencyHopping，F(xiàn)H)擴頻和Chirp擴頻技術(shù)的原理及特點，提出一種基于HFM
5、信號的擴頻調(diào)制方法，稱之為雙曲調(diào)頻擴頻調(diào)制方法，并在淺海水聲信道模型下對其性能進(jìn)行仿真研究；4．在上述工作基礎(chǔ)上，論文以LabVIEW8．6為核心平臺，配以必要的外圍設(shè)備，設(shè)計并實現(xiàn)了一套淺海水聲信道抗多途通信系統(tǒng)，其中包含了淺海水聲實時通信中的關(guān)鍵技術(shù)：幀同步方法和調(diào)制技術(shù)。在實驗室水池和廈門大學(xué)水庫進(jìn)行了多次實驗，取得了良好的測試效果。關(guān)鍵詞：水聲通信；雙曲調(diào)頻信號；幀同步；多普勒效應(yīng)；Chirp擴頻；雙曲調(diào)頻擴頻nAbstractTheocearlprovidesabroadprospegtforp
6、eople’Ssurvivalanddevelopment,whichhasbecomeahottopicinrecentyears．UnderwateracousticcommunicationCOAC)，realizingareliableinformationtransmissionandexchangeintheOCean，playsanimportantpartinvariousapplicationareassuchasexplorationoftheocean，marinenationals
7、ecurity,earthquake，tsunamiearlywarning,marinemonitoringandunderwaterexpedition．Shallowwateracousticchannelisoneofthemostcomplexwirelesscommunicationchannels．Theinherentcharacteristics，suchasspace-time-frequencyvarying，nan'ow-band，high-noise，strongmultipat
8、hinterference，longtransmissiondelay,largefluctuation,etc．，makingeffectivenessandreliabilityperformanceofshallowwateracousticcommunicationfaceenOrmOUSchallenges．Inthisdissertation，thepropagationofsoundinoceanandthech
