本文關鍵詞：六邊形多載波調制水聲通信技術研究，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,人們越來越重視水下通信系統(tǒng)的開發(fā)與研究,因此水聲通信成為一個新的研究領域。OFDM技術憑借其高速的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)勢,在水聲通信中的應用已經越來越廣泛。但水聲信道具有嚴重的時變性和頻率選擇性衰落,OFDM技術應用于水聲通信時存在幾個嚴重的缺陷：(1)系統(tǒng)頻譜衰減慢,旁瓣高；(2)對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間干擾。而相比OFDM,六邊形多載波調制(Hexagonal Multicarrier Transmission, HMCT)技術具有很高的抗符號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。首先針對直接累加算法實現(xiàn)HMCT的高復雜度,依據(jù)濾波器組多相分解原理,推導了HMCT的濾波器組表達形式,并通過引入IFFT變換,實現(xiàn)了HMCT的快速算法。同時驗證了快速實現(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變的水聲信道。最后對OFDM, HMCT系統(tǒng)做了信道估計,由于水聲信道是一種典型的稀疏信道,而壓縮感知技術是一種充分利用信號的稀疏特性對數(shù)據(jù)進行采樣和編碼的方法,其利用較少的觀測值即可很大概率的重構原始信號。因此,采用正交匹配追蹤壓縮感知算法可以實現(xiàn)對稀疏信道的準確估計,并與傳統(tǒng)的LS算法比較,驗證了正交匹配追蹤壓縮感知算法對水聲信道估計的有效性和準確性。
【關鍵詞】：OFDM技術 HMCT技術 水聲信道 信道估計 壓縮感知 濾波器組
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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容安排13-14
• 1.4 本章小結14-16
• 第二章 HMCT技術簡介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23-24
• 第三章 基于濾波器組理論的HMCT快速實現(xiàn)技術24-42
• 3.1 多抽樣速率系統(tǒng)基礎24-28
• 3.1.1 信號的抽取24-26
• 3.1.2 信號的插值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30-32
• 3.3 HMCT信號的快速實現(xiàn)技術32-38
• 3.3.1 濾波器組算法32-35
• 3.3.2 快速實現(xiàn)算法35-38
• 3.4 HMCT快速算法驗證仿真38-41
• 3.4.1 調制解調數(shù)據(jù)仿真38-40
• 3.4.2 誤碼率仿真40-41
• 3.5 本章小結41-42
• 第四章 水聲信道42-51
• 4.1 水聲信道簡介42-45
• 4.2 水聲信道建模45-49
• 4.2.1 標稱的信道傳遞函數(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 時變水聲信道仿真49-50
• 4.4 本章小結50-51
• 第五章 信道估計技術51-71
• 5.1 導頻結構51-53
• 5.2 LS信道估計53-54
• 5.3 壓縮感知信道估計54-59
• 5.3.1 信號的稀疏表示54-55
• 5.3.2 測量矩陣的設計55-57
• 5.3.3 信號恢復算法57-59
• 5.4 OMP算法仿真59-61
• 5.4.1 OMP算法實現(xiàn)序列重構驗證仿真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61-63
• 5.6 OFDM系統(tǒng)的信道估計仿真63-67
• 5.6.1 導頻位置不同時的壓縮感知信道估計仿真63-64
• 5.6.2 LS與OMP估計算法比較仿真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)的信道估計仿真67-68
• 5.7.1 LS與OMP估計算法比較仿真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 時不變信道比較68-69
• 5.8.2 時變信道比較69-70
• 5.9 本章小結70-71
• 結論71-74
• 參考文獻74-78
• 攻讀學位期間公開發(fā)表論文78-79
• 致謝79-80
• 作者簡介80

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1 蔡惠智;劉云濤;蔡慧;鄧紅超;王永豐;;第八講 水聲通信及其研究進展[J];物理;2006年12期

2 金為民;;時反水聲通信的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向[J];聲學與電子工程;2007年02期

3 戴榮濤;王青春;;現(xiàn)代水聲通信技術的發(fā)展及應用[J];科技廣場;2008年08期

4 周建清;郭中源;賈寧;黃建純;吳玉泉;陳庚;;無線/水聲通信浮標技術研究及其實現(xiàn)[J];應用聲學;2012年06期

5 王曉亮;曾啟帆;劉海軍;蔡郭棟;;水聲通信遠程在線控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J];科技資訊;2012年30期

6 蘇皋聲;艦艇用水聲通信設備近期發(fā)展[J];聲學與電子工程;1992年01期

7 馬雯,黃建國,張群飛;基于正交頻分復用的高速水聲通信技術研究[J];電聲技術;2004年05期

8 汪俊,王海斌,吳立新;遠程水聲通信中的多信號恒包絡合成方法[J];哈爾濱工程大學學報;2005年04期

9 林偉;陳強;汪玉;;一種有效的水聲通信多普勒處理方法[J];聲學技術;2005年04期

10 王明華;桑恩方;喬鋼;;高速水聲通信中正交頻分復用技術試驗研究[J];海洋工程;2006年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 朱彤;桑恩方;;基于多載波傳輸?shù)乃曂ㄐ欧椒╗A];2004年全國水聲學學術會議論文集[C];2004年

2 孟荻;王海斌;吳立新;汪俊;;隱蔽水聲通信技術探討[A];2008年全國聲學學術會議論文集[C];2008年

3 許肖梅;;水聲通信與水聲網(wǎng)絡的發(fā)展與應用[A];2009年全國水聲學學術交流暨水聲學分會換屆改選會議論文集[C];2009年

4 吳清華;肖奇?zhèn)?夏至軍;;水聲通信及其軍事應用研究[A];2009年全國水聲學學術交流暨水聲學分會換屆改選會議論文集[C];2009年

5 王長紅;朱敏;朱維慶;;相干與非相干水聲通信[A];面向21世紀的科技進步與社會經濟發(fā)展（上冊）[C];1999年

6 吳碧;王毅剛;王華奎;;水聲通信中一種抗多途干擾的方法研究[A];中國聲學學會2009年青年學術會議[CYCA’09]論文集[C];2009年

7 馬曉民;楊曉帆;田路;;基于擴頻編碼的水聲通信技術研究[A];中國聲學學會2002年全國聲學學術會議論文集[C];2002年

8 汪俊;王海斌;吳立新;;水聲通信中的一種多信號恒包絡合成方法[A];2004年全國水聲學學術會議論文集[C];2004年

9 莫世禹;;水聲通信[A];武漢市第二屆學術年會、通信學會2006年學術年會論文集[C];2006年

10 陳巖;賈寧;郭中源;陳庚;;全雙工水聲通信本地發(fā)射干擾自適應抵消技術[A];中國聲學學會2006年全國聲學學術會議論文集[C];2006年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 本報記者 王飛;蛟龍入海通天地 聽濤觀洋競風流[N];科技日報;2013年

2 記者 石玉平;長城電子水聲通信設備達到國際先進水平[N];中國船舶報;2013年

3 曹洪亮 李麗云;解密神秘水下聲音世界水聲通信技術[N];科技日報;2006年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 周琳;深遠海環(huán)境監(jiān)測水聲通信仿真方法與信道估計研究[D];中國海洋大學;2011年

2 黃曉萍;基于混沌擴頻的水聲通信技術研究[D];哈爾濱工程大學;2007年

3 朱彤;基于正交頻分復用的水聲通信技術研究[D];哈爾濱工程大學;2004年

4 孫桂芝;水聲通信網(wǎng)絡路由協(xié)議研究[D];哈爾濱工程大學;2006年

5 陳韻;分數(shù)階Fourier變換在水聲通信中的應用研究[D];哈爾濱工程大學;2012年

6 李霞;水聲通信中的自適應均衡與空間分集技術研究[D];哈爾濱工程大學;2004年

7 劉林泉;水聲綜合測控系統(tǒng)關鍵技術研究[D];哈爾濱工程大學;2008年

8 王明華;高速水聲通信中OFDM的關鍵技術與應用研究[D];哈爾濱工程大學;2007年

9 徐小卡;基于OFDM的淺海高速水聲通信關鍵技術研究[D];哈爾濱工程大學;2009年

10 殷敬偉;多途信道中Pattern時延差編碼水聲通信研究[D];哈爾濱工程大學;2007年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 羅歡;基于本元信號時延調制的異步水聲通信方法[D];華南理工大學;2015年

2 張續(xù)辰;水聲MIM0-OFDM系統(tǒng)中多普勒頻偏估計與補償?shù)难芯繎肹D];昆明理工大學;2015年

3 翟昌宇;波束形成技術及其在水聲通信中的應用研究[D];上海交通大學;2014年

4 鞠陽;六邊形多載波調制水聲通信技術研究[D];大連海事大學;2016年

5 魏俊博;一種淺海水聲通信網(wǎng)絡通信協(xié)議的設計[D];中國海洋大學;2007年

6 唐小婕;基于能耗優(yōu)化的水聲通信網(wǎng)絡協(xié)議的研究[D];中國海洋大學;2008年

7 朱長寶;水聲通信網(wǎng)絡仿真軟件的設計與運行管理模塊的實現(xiàn)[D];哈爾濱工程大學;2009年

8 魏惠梅;水聲通信系統(tǒng)關鍵技術研究[D];大連海事大學;2009年

9 陳達偉;一種水聲通信網(wǎng)絡協(xié)議的跨層設計與實現(xiàn)[D];廈門大學;2009年

10 劉潔;水聲通信網(wǎng)絡通信及顯控軟件研究[D];哈爾濱工程大學;2010年

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

，

本文編號：352061