本文關(guān)鍵詞：基于聲矢量傳感器的OFDM多普勒補(bǔ)償研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：水聲通信面臨著可用帶寬有限、多徑效應(yīng)嚴(yán)重、接收端信噪比低以及多普勒頻移等困難。OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技術(shù)有頻譜利用率高,對(duì)抗多徑效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)這有利于克服水聲通信中帶寬窄,多徑效應(yīng)嚴(yán)重等問(wèn)題,目前國(guó)內(nèi)外研究已驗(yàn)證OFDM是一種比較有效的水下通信方式。多普勒效應(yīng)是OFDM應(yīng)用在水聲通信中面臨的主要困難之一。本文從多普勒效應(yīng)出發(fā)以傳統(tǒng)的OFDM系統(tǒng)為基礎(chǔ)展開研究,目的是在低信噪比的環(huán)境下可以對(duì)多普勒進(jìn)行有效的補(bǔ)償,降低OFDM系統(tǒng)的誤碼率,實(shí)現(xiàn)可靠的通信。本文先介紹OFDM的基本原理以及關(guān)鍵技術(shù)如循環(huán)前綴、同步技術(shù)和基于導(dǎo)頻的信道估計(jì)。除此之外還介紹三種發(fā)送OFDM實(shí)信號(hào)的方法,本文采用第三種方法發(fā)送實(shí)信號(hào)。本文重點(diǎn)研究矢量傳感器以及它在水聲通信中的應(yīng)用。矢量傳感器不僅可以測(cè)量聲壓同時(shí)還可以測(cè)量質(zhì)點(diǎn)振速。利用其指向性可以有效的提高接收信號(hào)的信噪比,并且將時(shí)反鏡技術(shù)和空間分集技術(shù)應(yīng)用在矢量傳感器中可以聚焦多途能量。在此基礎(chǔ)上,本文重點(diǎn)分析了在不同噪聲場(chǎng)下,聲壓與振速聯(lián)合處理的最大輸出信噪比,并且驗(yàn)證了基于矢量傳感器的空間分集合并處理的性能。除此之外矢量傳感器還可以進(jìn)行方位估計(jì),本文分析了復(fù)聲強(qiáng)器法,并說(shuō)明了為什么只取其實(shí)部就可以估計(jì)方位角。為了解決水下多普勒頻移嚴(yán)重的問(wèn)題,本文重點(diǎn)研究了傳統(tǒng)的寬帶多普勒補(bǔ)償技術(shù):頻域抽值多普勒補(bǔ)償技術(shù),并仿真分析其補(bǔ)償效果。仿真結(jié)果表明該算法雖然可以快速的補(bǔ)償多普勒,但補(bǔ)償后系統(tǒng)的誤碼率仍然比較高。因此,為了改善系統(tǒng)的誤碼率,本文實(shí)現(xiàn)了一種基于空間分集的頻域抽值多普勒補(bǔ)償法,并形成了基于矢量傳感器的OFDM水聲系統(tǒng)的多普勒補(bǔ)償系統(tǒng)。仿真證明了該算法不僅可以實(shí)時(shí)地補(bǔ)償多普勒,同時(shí)可以進(jìn)一步的降低系統(tǒng)的誤碼率,且實(shí)施簡(jiǎn)單、計(jì)算量小,具有一定的實(shí)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：水聲通信 OFDM 矢量傳感器 多普勒補(bǔ)償
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN929.3;TP212
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 OFDM水聲系統(tǒng)抗多普勒研究研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 矢量傳感器在水聲通信中的應(yīng)用的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 水聲通信面臨的主要困難12-13
• 1.3.1 多徑效應(yīng)12-13
• 1.3.2 多普勒效應(yīng)13
• 1.4 論文的主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)構(gòu)安排13-15
• 第2章 矢量傳感器下OFDM的基本原理及關(guān)鍵技術(shù)15-25
• 2.1 引言15
• 2.2 OFDM的基本原理15-17
• 2.2.1 OFDM的調(diào)制與解調(diào)15-17
• 2.3 基于IFFT/ FFT的OFDM發(fā)射/ 接收實(shí)現(xiàn)17-19
• 2.3.1 正交調(diào)制法17-18
• 2.3.2 頻域補(bǔ)零法18-19
• 2.3.3 復(fù)共軛對(duì)稱矩陣法19
• 2.4 OFDM的關(guān)鍵技術(shù)19-22
• 2.4.1 保護(hù)間隔和循環(huán)前綴19-20
• 2.4.2 同步技術(shù)20-21
• 2.4.3 信道估計(jì)技術(shù)21-22
• 2.5 矢量傳感器22-24
• 2.5.1 矢量傳感器的指向性23
• 2.5.2 矢量傳感器的電子旋轉(zhuǎn)性23-24
• 2.6 本章小結(jié)24-25
• 第3章 矢量傳感器在水聲OFDM下的應(yīng)用25-39
• 3.1 引言25
• 3.2 單矢量傳感器在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信中的應(yīng)用25-34
• 3.2.1 信源方向估計(jì)25-28
• 3.2.2 不同噪聲場(chǎng)下矢量傳感器的輸出信噪比28-32
• 3.2.3 基于單矢量傳感器的空間分集合并32-34
• 3.3 矢量傳感器在OFDM系統(tǒng)中的應(yīng)用34-36
• 3.3.1 提高OFDM信號(hào)的信噪比34-35
• 3.3.2 基于矢量傳感器的OFDM的信道均衡35-36
• 3.4 仿真研究36-38
• 3.4.1 不同噪聲場(chǎng)下聲壓與振速的不同組合方式的輸出信噪比36-37
• 3.4.2 基于矢量傳感器的空間分集合并技術(shù)仿真37-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第4章 OFDM的多普勒補(bǔ)償技術(shù)研究39-55
• 4.1 引言39
• 4.2 水聲信道建模仿真39-41
• 4.3 多普勒效應(yīng)對(duì)OFDM信號(hào)的影響41-42
• 4.4 多普勒估計(jì)42-45
• 4.4.1 塊多普勒估計(jì)42-44
• 4.4.2 FFT測(cè)頻法44-45
• 4.5 寬帶多普勒補(bǔ)償技術(shù)45-50
• 4.5.1 OFDM信號(hào)的重采樣45-46
• 4.5.2 頻域抽值法46-48
• 4.5.3 改進(jìn)的基于空間分集的頻域抽值多普勒補(bǔ)償法48-50
• 4.6 仿真研究50-54
• 4.6.1 OFDM幀結(jié)構(gòu)50-51
• 4.6.2 基于空間分集的頻域抽值補(bǔ)償算法仿真51-54
• 4.7 本章小結(jié)54-55
• 結(jié)論55-56
• 參考文獻(xiàn)56-61
• 致謝61

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 喬鋼;王巍;郭冉;Rehan Khan;王s

本文編號(hào)：332021