水聲電子郵件傳輸研究.pdf

1、聲波是目前海中實(shí)現(xiàn)中、遠(yuǎn)距離無線通信唯一有效的信息載體，因此水聲通信對(duì)于國防安全和海洋資源開發(fā)都有著極其深遠(yuǎn)的意義。但是由于水聲信道是一個(gè)十分復(fù)雜的時(shí)一空一頻變參隨機(jī)多徑傳輸?shù)男诺?，再加上它的噪聲高、帶寬窄、載波頻率低、傳輸時(shí)延大等特點(diǎn)，這諸多不利因素給可靠有效的水聲通信帶來很大的困難，其中多途徑效應(yīng)是最主要的困擾因素，它會(huì)導(dǎo)致信號(hào)幅度衰落和碼間干擾。 本論文是在廈門大學(xué)水聲通信課題組水聲圖象傳輸和水聲數(shù)字語音通信研究的基礎(chǔ)上，

2、研究水聲電子郵件傳輸技術(shù)，采用數(shù)字通信方式實(shí)現(xiàn)水下信息的傳輸，實(shí)現(xiàn)無線中繼接入，進(jìn)而達(dá)到與移動(dòng)通信網(wǎng)和Internet網(wǎng)的互聯(lián)的目的，研制成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的水聲電子郵件收發(fā)系統(tǒng)，為將來海洋水下組網(wǎng)打下良好的基礎(chǔ)。 本文建立了水聲信道的確定性模型，對(duì)淺海聲信道進(jìn)行了建模與通信仿真。由多途徑效應(yīng)產(chǎn)生的機(jī)理可知，通信距離的拓展將使多途徑效應(yīng)的影響更加嚴(yán)重，所以必須研究水聲通信中抗強(qiáng)多途徑干擾的各種可能措施。由于擴(kuò)頻技術(shù)在抗碼間干擾方

3、面具有優(yōu)良的特性，因此在分析了各種擴(kuò)頻技術(shù)在本研究應(yīng)用的可行性之后，確定了跳頻技術(shù)作為具體實(shí)現(xiàn)方案；分集技術(shù)是抗自多途引起的信號(hào)衰落的有效手段，時(shí)頻分集既可以提供頻率分集，又不存在功率分散的問題，非常適用于水聲通信；在惡劣的水聲信道的條件下進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，快速、準(zhǔn)確、有效的檢測(cè)到同步信號(hào)成為水聲跳頻通信系統(tǒng)的關(guān)鍵，根據(jù)水聲信道自身的特點(diǎn)提出一種結(jié)合同步頭法和匹配濾波器法的同步方案。聲波在海水中傳播時(shí)由于海水的吸收以及傳輸?shù)膿p耗，會(huì)使其發(fā)射

4、信號(hào)在接收端嚴(yán)重衰落，在分析了幾種常用的信號(hào)檢測(cè)方法及它們之間的關(guān)系后，提出一種適合水聲通信的相關(guān)匹配檢測(cè)弱信號(hào)的方法。同時(shí)研究一種比較適合于窄帶信號(hào)的譜分析方法一一線性調(diào)頻Z變換(Chirp z transform，簡(jiǎn)稱CZT)，創(chuàng)新性地采用。DSP實(shí)現(xiàn)了CZT、頻譜細(xì)化算法實(shí)現(xiàn)跳頻數(shù)據(jù)解調(diào)：分析了電子郵件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和收發(fā)協(xié)議，利用MSComm控件通過PC機(jī)的串口來收發(fā)單片機(jī)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，完成與水聲通信系統(tǒng)的接口。 在上述理論及