【摘要】：近年來,隨著大家對(duì)海洋認(rèn)識(shí)的逐漸提升,人們對(duì)海洋權(quán)益的關(guān)注度逐漸加強(qiáng),“走向海洋”已經(jīng)是必然之勢。但海洋環(huán)境惡劣造成聲傳播過程中產(chǎn)生嚴(yán)重畸變,如多途擴(kuò)展嚴(yán)重、時(shí)頻域快速變化、多普勒頻偏嚴(yán)重、傳輸衰減大、噪聲干擾嚴(yán)重、通信帶寬受限等。OFDM是一種具有高頻譜利用率的通信技術(shù),近幾年其在水聲通信中的應(yīng)用也得到了廣泛的研究,然而OFDM技術(shù)受環(huán)境影響較大,導(dǎo)致其穩(wěn)健性較差。雖然擴(kuò)頻水聲通信穩(wěn)健性較高,但通信速率太低,嚴(yán)重限制了其在實(shí)際工程中的應(yīng)用。本論文充分利用OFDM技術(shù)和擴(kuò)頻技術(shù)的特點(diǎn),研究多載波擴(kuò)頻水聲通信方式,融合各自特點(diǎn),提出r組合擴(kuò)頻OFDM水聲通信算法。本文首先介紹了擴(kuò)頻技術(shù)和OFDM技術(shù)的基本原理,提出了擴(kuò)頻能量檢測器、差分能量檢測器和解差分?jǐn)U頻檢測器等多種擴(kuò)頻水聲通信接收機(jī)新算法,并分析了各個(gè)算法的適用條件,重點(diǎn)研究了OFDM水聲通信中的信道估計(jì)方法和基于部分傳輸序列方法的峰均功率比抑制技術(shù)。其次,本文將擴(kuò)頻與OFDM水聲通信技術(shù)結(jié)合,提出頻域多載波擴(kuò)頻技術(shù),時(shí)域正交多載波擴(kuò)頻技術(shù)及時(shí)域多音擴(kuò)頻技術(shù)等多種多載波擴(kuò)頻水聲通信技術(shù),并詳細(xì)給出了實(shí)現(xiàn)框圖和調(diào)制信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式。再次,本論文將r組合技術(shù)應(yīng)用于多載波擴(kuò)頻中得到r組合頻域多載波擴(kuò)頻技術(shù)和r組合時(shí)域正交多載波擴(kuò)頻技術(shù)兩種算法,并從接收機(jī)要求、算法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度、對(duì)環(huán)境多普勒頻偏要求等方面分析兩種算法優(yōu)缺點(diǎn)。最后,本論文對(duì)r組合組合頻域多載波擴(kuò)頻技術(shù)的通信算法進(jìn)行仿真:分別選擇M=32,r=5;M=64,r=6;M=128,r=7三種不同擴(kuò)頻組合,比較擴(kuò)頻碼選擇條數(shù)、擴(kuò)頻碼基數(shù)大小對(duì)系統(tǒng)整體誤碼率、攜帶信息能力的影響。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步構(gòu)建了基于時(shí)間反轉(zhuǎn)鏡技術(shù)的r組合頻域多載波擴(kuò)頻算法,仿真結(jié)果表明時(shí)間反轉(zhuǎn)鏡技術(shù)有助于提高系統(tǒng)的自適應(yīng)性和抗干擾性,可有效抑制信號(hào)畸變。本論文最后開展了水池試驗(yàn)和松花江外場試驗(yàn)以驗(yàn)證r組合擴(kuò)頻OFDM水聲通信的性能,其中水池試驗(yàn)中不僅完成了定點(diǎn)數(shù)據(jù)采集還進(jìn)行了移動(dòng)數(shù)據(jù)采集。水池和外場試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理均實(shí)現(xiàn)了低誤碼率數(shù)據(jù)傳輸,驗(yàn)證了r組合擴(kuò)頻OFDM算法的有效性和穩(wěn)健性。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN929.3
【圖文】：

第 2 章 擴(kuò)頻 OFDM 水聲通信技術(shù)研究于能量檢測的擴(kuò)頻水聲通信技術(shù)研究序列擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)(Direct-Sequence Spread -Spectrum,DSSS)簡稱直擴(kuò)系統(tǒng)，寬信號(hào)頻帶來實(shí)現(xiàn)可靠通信的通信系統(tǒng)[38]。圖 2.1 給出了直擴(kuò)水聲通信系統(tǒng)中輸入的原始數(shù)據(jù) an經(jīng)過擴(kuò)頻編碼、升采樣、相位調(diào)制、加入同步信號(hào)、通、解調(diào)、低通濾波、降采樣和解擴(kuò)后最終恢復(fù)出 'na 。傳統(tǒng)的直擴(kuò)系統(tǒng)是通過機(jī)來對(duì)信號(hào)進(jìn)行解碼的，通過擴(kuò)頻碼優(yōu)良的自相關(guān)特性獲得了尖銳的相關(guān)峰接收機(jī)的處理增益，使其可在低信噪比情況下保證較好的解碼效果。

的拷貝相關(guān)峰值的差的能量以完成直擴(kuò)系統(tǒng)的解碼。如下公測器的基帶信號(hào)為nr ，有：+1+1 +1 +1nnjn n njn n nr d c er d c e ==，n+1je 分別代表第n 個(gè)和第 n+ 1個(gè)周期的信號(hào)殘留載波相假設(shè)1=n nj je e +。此時(shí)能量檢測器輸出能量為：222+1-njn nE e d d = ρ+ Δ 出能量進(jìn)行門限判決，若能量小于門限值，則+1=n nd d ；反號(hào)與前一符號(hào)的差別即可對(duì)所有的符號(hào)進(jìn)行解碼。分能量檢測器擴(kuò)頻水聲通信系統(tǒng)是對(duì)直擴(kuò)系統(tǒng)中的原始序列先做差分編碼水聲通信系統(tǒng)。( )n-1d t

( ) ( ) ( )n n 2 n1d t a t d t = "

本文編號(hào)：2749918