本文關(guān)鍵詞：六邊形多載波調(diào)制水聲通信技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近幾年來,由于軍事科技發(fā)展和海洋資源開發(fā)的需求,人們?cè)絹碓街匾曀峦ㄐ畔到y(tǒng)的開發(fā)與研究,因此水聲通信成為一個(gè)新的研究領(lǐng)域。OFDM技術(shù)憑借其高速的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)勢(shì),在水聲通信中的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛。但水聲信道具有嚴(yán)重的時(shí)變性和頻率選擇性衰落,OFDM技術(shù)應(yīng)用于水聲通信時(shí)存在幾個(gè)嚴(yán)重的缺陷：(1)系統(tǒng)頻譜衰減慢,旁瓣高；(2)對(duì)載波頻偏和相位噪聲比較敏感;(3)僅解決了由多徑引起的符號(hào)間干擾。而相比OFDM,六邊形多載波調(diào)制(Hexagonal Multicarrier Transmission, HMCT)技術(shù)具有很高的抗符號(hào)間干擾和載波間干擾的能力,為此研究其在水聲信道下的性能具有重要的意義。本文主要研究了HMCT在水聲信道下的性能,通過與OFDM比較,驗(yàn)證了HMCT適合在水聲信道這樣的雙選擇信道下傳輸。首先針對(duì)直接累加算法實(shí)現(xiàn)HMCT的高復(fù)雜度,依據(jù)濾波器組多相分解原理,推導(dǎo)了HMCT的濾波器組表達(dá)形式,并通過引入IFFT變換,實(shí)現(xiàn)了HMCT的快速算法。同時(shí)驗(yàn)證了快速實(shí)現(xiàn)算法與直接累加算法的等效性。其次,介紹了水聲信道的特性,包括水聲信道的傳播損耗、多徑效應(yīng)和多普勒頻移。并采用一種符合海洋環(huán)境的水聲信道模型模擬了時(shí)變的水聲信道。最后對(duì)OFDM, HMCT系統(tǒng)做了信道估計(jì),由于水聲信道是一種典型的稀疏信道,而壓縮感知技術(shù)是一種充分利用信號(hào)的稀疏特性對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣和編碼的方法,其利用較少的觀測(cè)值即可很大概率的重構(gòu)原始信號(hào)。因此,采用正交匹配追蹤壓縮感知算法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)稀疏信道的準(zhǔn)確估計(jì),并與傳統(tǒng)的LS算法比較,驗(yàn)證了正交匹配追蹤壓縮感知算法對(duì)水聲信道估計(jì)的有效性和準(zhǔn)確性。
【關(guān)鍵詞】：OFDM技術(shù) HMCT技術(shù) 水聲信道 信道估計(jì) 壓縮感知 濾波器組
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN929.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題的研究背景10-11
• 1.2 課題的研究意義與研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本文的主要研究工作和內(nèi)容安排13-14
• 1.4 本章小結(jié)14-16
• 第二章 HMCT技術(shù)簡(jiǎn)介16-24
• 2.1 OFDM原理16-17
• 2.2 脈沖成型OFDM原理17
• 2.3 LOFDM原理17-21
• 2.4 HMCT原理21-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第三章 基于濾波器組理論的HMCT快速實(shí)現(xiàn)技術(shù)24-42
• 3.1 多抽樣速率系統(tǒng)基礎(chǔ)24-28
• 3.1.1 信號(hào)的抽取24-26
• 3.1.2 信號(hào)的插值26-27
• 3.1.3 Noble特性27
• 3.1.4 多相分解27-28
• 3.2 濾波器組基本原理28-32
• 3.2.1 濾波器組的概念28-30
• 3.2.2 濾波器組收發(fā)機(jī)30-32
• 3.3 HMCT信號(hào)的快速實(shí)現(xiàn)技術(shù)32-38
• 3.3.1 濾波器組算法32-35
• 3.3.2 快速實(shí)現(xiàn)算法35-38
• 3.4 HMCT快速算法驗(yàn)證仿真38-41
• 3.4.1 調(diào)制解調(diào)數(shù)據(jù)仿真38-40
• 3.4.2 誤碼率仿真40-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第四章 水聲信道42-51
• 4.1 水聲信道簡(jiǎn)介42-45
• 4.2 水聲信道建模45-49
• 4.2.1 標(biāo)稱的信道傳遞函數(shù)45-46
• 4.2.2 大尺度衰落46-47
• 4.2.3 小尺度衰落47
• 4.2.4 多普勒頻移47-49
• 4.3 時(shí)變水聲信道仿真49-50
• 4.4 本章小結(jié)50-51
• 第五章 信道估計(jì)技術(shù)51-71
• 5.1 導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)51-53
• 5.2 LS信道估計(jì)53-54
• 5.3 壓縮感知信道估計(jì)54-59
• 5.3.1 信號(hào)的稀疏表示54-55
• 5.3.2 測(cè)量矩陣的設(shè)計(jì)55-57
• 5.3.3 信號(hào)恢復(fù)算法57-59
• 5.4 OMP算法仿真59-61
• 5.4.1 OMP算法實(shí)現(xiàn)序列重構(gòu)驗(yàn)證仿真59-60
• 5.4.2 LS與壓縮感知算法比較仿真60-61
• 5.5 基于壓縮感知的HMCT系統(tǒng)信道估計(jì)61-63
• 5.6 OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)仿真63-67
• 5.6.1 導(dǎo)頻位置不同時(shí)的壓縮感知信道估計(jì)仿真63-64
• 5.6.2 LS與OMP估計(jì)算法比較仿真64
• 5.6.3 不同稀疏度條件下OMP算法性能仿真64-65
• 5.6.4 不同導(dǎo)頻數(shù)條件下OMP算法性能仿真65-66
• 5.6.5 凸優(yōu)化工具箱模擬仿真66-67
• 5.7 HMCT系統(tǒng)的信道估計(jì)仿真67-68
• 5.7.1 LS與OMP估計(jì)算法比較仿真67-68
• 5.7.2 不同稀疏度條件下OMP算法性能仿真68
• 5.8 OFDM,HMCT系統(tǒng)比較仿真68-70
• 5.8.1 時(shí)不變信道比較68-69
• 5.8.2 時(shí)變信道比較69-70
• 5.9 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論71-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 攻讀學(xué)位期間公開發(fā)表論文78-79
• 致謝79-80
• 作者簡(jiǎn)介80

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