基于Chirp信號的中程水聲通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與實現(xiàn).pdf_第1頁
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文檔簡介

1、水聲通信技術(shù)是當(dāng)代海洋資源開發(fā)和海洋環(huán)境立體監(jiān)測系統(tǒng)中的重要技術(shù)組成部分,也是我國海洋高技術(shù)急待研究開發(fā)的項目之一。水聲信道是一個十分復(fù)雜的時一空一頻變信道,其主要特征為:復(fù)雜性、多變性、強(qiáng)多徑和有限帶寬。對于中程水聲通信而言,傳播損失引起了接收端的低信噪比,因此必須尋求一種在低信噪比及存在多徑擴(kuò)展的情況下,仍可保證一定信息傳輸速率的信息可靠傳輸技術(shù)。
   本文研究了一種適用于中程水聲通信的Chirp擴(kuò)頻技術(shù)(CSS),CSS

2、技術(shù)具有優(yōu)異的抗噪聲和抗多徑特性。為了在保證系統(tǒng)可靠性的同時,提高CSS水聲通信系統(tǒng)的信息傳輸速率,本文著重研究了CSS的高階調(diào)制解調(diào)技術(shù)和被動時間反轉(zhuǎn)鏡技術(shù)在CSS系統(tǒng)中的應(yīng)用。構(gòu)建了基于被動時間反轉(zhuǎn)鏡技術(shù)的CSS水聲通信系統(tǒng),并在廈門大學(xué)實驗水池以及廈門港附近海域進(jìn)行了海試實驗,結(jié)果表明,該技術(shù)在頻段(10~15Khz)可以實現(xiàn)距離6km、信息傳輸速率250bps的可靠傳輸。
   論文的主要工作如下:
   1.系

3、統(tǒng)的介紹了國內(nèi)外Chirp擴(kuò)頻技術(shù)的研究概況,分析了水聲信道的主要特點及其對水聲通信性能的影響;
   2.針對CSS系統(tǒng)低速率的問題,對Chirp系統(tǒng)的高階調(diào)制技術(shù)進(jìn)行了研究,提出了基于多載波技術(shù)的CSS調(diào)制技術(shù)。該技術(shù)在提高頻帶利用率的同時,又不增加系統(tǒng)實現(xiàn)復(fù)雜度,并能有效的抵抗水聲信道的頻率選擇性衰落;
   3.討論了分?jǐn)?shù)階傅里葉變換在CSS系統(tǒng)中的應(yīng)用,并與滑動相關(guān)檢測法進(jìn)行了對比;
   4.針對水聲

4、信道強(qiáng)多徑的特點,深入研究了自適應(yīng)抗多徑技術(shù)——被動時間反轉(zhuǎn)鏡技術(shù)的原理和其適用環(huán)境。仿真和實驗結(jié)果表明,被動時間反轉(zhuǎn)鏡技術(shù)在強(qiáng)多徑信道中,能有效重組多徑,抵抗由多徑帶來的碼間干擾;
   5.在實驗室水池和廈門港淺海域?qū)SS水聲通信進(jìn)行了實驗,實驗結(jié)果表明,CSS系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力,適用于中程水聲通信;
   6.采用DSP處理芯片完成了基于Chirp的水聲傳感器網(wǎng)絡(luò)通信節(jié)點的設(shè)計、調(diào)試和實驗工作。水池和海洋實

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