時(shí)域?qū)拵Ш愣ㄊ鴮挷ㄊ纬杉夹g(shù)在PSK水聲通信系統(tǒng)中應(yīng)用的性能仿真研究.pdf

1、水聲通信技術(shù)是水聲技術(shù)領(lǐng)域中一個(gè)極具挑戰(zhàn)性的研究課題。由于水聲信道是一個(gè)十分復(fù)雜多徑傳播的信道，特性參數(shù)隨著時(shí)-空-頻的變化而隨機(jī)變化，再加上它的環(huán)境噪聲高、帶寬窄、可適用的載波頻率低、傳輸時(shí)延大等諸多不利因素，使得水聲通信中存在的傳輸誤碼率高、傳輸數(shù)據(jù)率低等瓶頸問(wèn)題難以解決，因此水聲通信技術(shù)也成為當(dāng)今最為復(fù)雜的通信技術(shù)之一。
　　 常規(guī)的PSK水聲通信系統(tǒng)多采用單陣元接收，受接收信噪比及碼間干擾的影響，通信距離較近。本文將波束

2、形成技術(shù)應(yīng)用于PSK水聲通信系統(tǒng)中，研究了一種適用于PSK水聲通信系統(tǒng)的寬帶恒定束寬接收波束形成技術(shù)，它不僅具有傳統(tǒng)的PSK水聲調(diào)制解調(diào)通信系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，而且具有更高的信噪比，可以更好的抑制碼間干擾，從而提高系統(tǒng)的通信距離和通信數(shù)據(jù)率。
　　 本文首先分析了淺海水聲信道的特性，建立了水聲信道模型；闡述了PSK水聲通信調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，并介紹了在PSK水聲通信系統(tǒng)中應(yīng)用的自適應(yīng)均衡技術(shù)及其實(shí)現(xiàn)算法；同時(shí)，針對(duì)當(dāng)收發(fā)兩

3、端存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)存在的多普勒頻移現(xiàn)象，本文還介紹了數(shù)字鎖相環(huán)技術(shù)，給出了內(nèi)嵌二階鎖相環(huán)的判決反饋均衡器框圖。
　　 其次，本文研究了應(yīng)用于PSK水聲通信系統(tǒng)中的寬帶恒定束寬波束形成關(guān)鍵技術(shù)。首先介紹了窄帶波束形狀設(shè)計(jì)算法--凹槽噪聲場(chǎng)算法，但傳統(tǒng)的凹槽噪聲場(chǎng)算法對(duì)水聲通信接收基陣形成波束的形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)有無(wú)法控制主瓣形狀的缺點(diǎn)，對(duì)此，本文又研究了一種穩(wěn)健的自適應(yīng)主瓣約束窄帶波束形狀設(shè)計(jì)(穩(wěn)健的凹槽噪聲場(chǎng)方法)算法。該算法將凹槽噪

4、聲場(chǎng)算法中指向主極大方向的單一定向向量進(jìn)行擴(kuò)展，變成主瓣范圍內(nèi)多個(gè)定向向量的加權(quán)和，并通過(guò)自適應(yīng)算法調(diào)整各定向向量的權(quán)值，從而對(duì)形成波束的主瓣形狀進(jìn)行有效的控制。在穩(wěn)健的凹槽噪聲場(chǎng)算法的基礎(chǔ)上研究了一種基于復(fù)數(shù)權(quán)值FIR濾波器的時(shí)域?qū)拵Ш愣ㄊ鴮挷ㄊ纬煞椒?。該方法采用穩(wěn)健的凹槽噪聲場(chǎng)方法算法來(lái)設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)不同頻率點(diǎn)上寬帶恒定束寬波束的權(quán)值，并針對(duì)水聲通信中采用實(shí)數(shù)權(quán)值FIR濾波器對(duì)形成寬帶恒定束寬波束的權(quán)值進(jìn)行擬合時(shí)誤差較大，導(dǎo)致形成波束容