本文關(guān)鍵詞：面向水下射頻通信的調(diào)制解調(diào)器研究

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【摘要】：為了滿足軍事和工業(yè)等領(lǐng)域?qū)τ谒峦ㄐ女a(chǎn)品的強勁需求,水下通信技術(shù)已經(jīng)得到了研究人員前所未有的關(guān)注與發(fā)展,其面向應(yīng)用的對象也是包括了水文環(huán)境污染監(jiān)測傳感網(wǎng)絡(luò)、海洋資源勘探以及水下潛航器的可靠通信等科技領(lǐng)域。但由于水下通信信道條件十分的復(fù)雜且惡劣,現(xiàn)有的用于空氣介質(zhì)中的射頻通信系統(tǒng)都無法滿足水下射頻無線通信的技術(shù)要求。目前,專門針對水下射頻通信而開發(fā)的通信系統(tǒng)很少,大部分核心技術(shù)還是被歐美等國家所控制,而其相關(guān)產(chǎn)品也是對中國禁售的,因此,對這一領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)研究是很有必要。調(diào)制解調(diào)器是射頻通信系統(tǒng)中不可缺少的組成部分,但是目前現(xiàn)有的調(diào)制解調(diào)器產(chǎn)品都是針對空氣介質(zhì)中的通信而設(shè)計的,所用的載波頻率都是在433MHz-2.4GHz的ISM波段,直接在水下環(huán)境中使用會導致信號非常劇烈的衰減,無法正常通信。因此,需要專門研究面向水下射頻通信環(huán)境中的調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)。與當前其他的水下通信技術(shù)(水聲通信和水下光通信)相比較,幾MHz頻段的射頻通信技術(shù)在水下具有更好地抗環(huán)境噪聲影響的能力、較高的信息傳輸速率以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對簡單等突出優(yōu)勢,已引起相關(guān)機構(gòu)廣泛的關(guān)注。根據(jù)目前國外對水下射頻通信系統(tǒng)中調(diào)制解調(diào)器的設(shè)計經(jīng)驗,為滿足信息在近距離范圍內(nèi)能夠以較高的傳輸速率進行通信,同時也可以避免高頻(幾百MHz或者幾GHz)射頻信號在水中劇烈的衰減的缺點�；谝陨弦蛩氐木C合考慮,本文研究的調(diào)制解調(diào)器將采用1MHz的載波頻率,并引入擴頻通信調(diào)制技術(shù),目的是為了增強通信系統(tǒng)抗水下復(fù)雜的背景環(huán)境噪聲串擾影響的能力,設(shè)計了有源濾波電路對無用的雜散噪聲信號進行濾除,保證有用信號頻譜的純凈度,提高通信質(zhì)量。本文設(shè)計的調(diào)制解調(diào)器的數(shù)字信號處理部分是由Altera公司生產(chǎn)的Cyclone Ⅳ E系列FPGA芯片完成的,并采用Verilog HDL邏輯編碼方式進行系統(tǒng)功能模塊的建模設(shè)計。其中的主要工作是在該公司的Quartus Ⅱ開發(fā)平臺上,并結(jié)合本文所設(shè)計的調(diào)制解調(diào)電路,利用集成的SignalTapⅡ嵌入式邏輯分析儀和ModelSim仿真工具,實現(xiàn)了調(diào)制系統(tǒng)中的直接序列擴頻調(diào)制和DPSK調(diào)制相關(guān)技術(shù),并對信號解調(diào)過程中同步算法和信號相干解調(diào)恢復(fù)等技術(shù)進行了邏輯建模設(shè)計和仿真分析的研究工作。
【關(guān)鍵詞】：水下射頻通信 調(diào)制解調(diào) FPGA 擴頻通信技術(shù)
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.3;TN915.05
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 水下射頻通信研究進展10-13
• 1.3 本文的主要內(nèi)容13-14
• 2 調(diào)制解調(diào)基本原理14-29
• 2.1 擴頻通信理論基礎(chǔ)14-17
• 2.1.1 直序擴頻工作原理14-16
• 2.1.2 偽碼序列基本原理16-17
• 2.2 直接頻率合成技術(shù)17-19
• 2.3 DPSK調(diào)制技術(shù)19-21
• 2.4 數(shù)字解調(diào)同步技術(shù)21-29
• 2.4.1 載波同步技術(shù)21-25
• 2.4.2 偽碼同步技術(shù)25-28
• 2.4.3 位同步技術(shù)28-29
• 3 調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)29-44
• 3.1 系統(tǒng)開發(fā)平臺簡介30-33
• 3.1.1 電路設(shè)計平臺簡介30
• 3.1.2 軟件設(shè)計平臺簡介30-32
• 3.1.3 仿真調(diào)試工具簡介32-33
• 3.2 調(diào)制解調(diào)器電路設(shè)計33-40
• 3.2.1 FPGA核心電路設(shè)計34-36
• 3.2.2 串口通信電路設(shè)計36
• 3.2.3 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路設(shè)計36-37
• 3.2.4 差分放大電路設(shè)計37-39
• 3.2.5 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計39-40
• 3.3 有源濾波電路設(shè)計40-44
• 3.3.1 有源低通濾波器設(shè)計40-42
• 3.3.2 有源帶通濾波器設(shè)計42-44
• 4 系統(tǒng)功能實現(xiàn)與仿真分析44-62
• 4.1 串口通信設(shè)計實現(xiàn)44-46
• 4.2 調(diào)制系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)46-52
• 4.2.1 M序列發(fā)生器設(shè)計實現(xiàn)46-47
• 4.2.2 擴頻調(diào)制設(shè)計實現(xiàn)47-48
• 4.2.3 DDS設(shè)計實現(xiàn)48-50
• 4.2.4 DPSK調(diào)制設(shè)計實現(xiàn)50-52
• 4.3 調(diào)制系統(tǒng)建模資源分析52-54
• 4.4 解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計仿真54-62
• 4.4.1 載波同步設(shè)計仿真54-55
• 4.4.2 偽碼同步設(shè)計仿真55-58
• 4.4.3 位同步設(shè)計仿真58-60
• 4.4.4 數(shù)據(jù)恢復(fù)設(shè)計仿真60-62
• 結(jié)論與展望62-64
• 參考文獻64-68
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況68-69
• 致謝69-70

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1 王立松;肖冰;梁光明;牛新武;;擴頻通信技術(shù)淺析[J];科技情報開發(fā)與經(jīng)濟;2010年08期

2 馬秀芳;時和平;時晨;;擴頻通信技術(shù)在圖像信息隱藏領(lǐng)域中的應(yīng)用[J];電信快報;2012年02期

3 沈燕斌;;擴頻通信技術(shù)的應(yīng)用及其系統(tǒng)的工作原理[J];科技傳播;2012年24期

4 麻曉剛;;淺談擴頻通信技術(shù)的應(yīng)用與系統(tǒng)工作原理[J];中國新通信;2013年04期

5 ;全國無線電管理擴頻通信技術(shù)培訓班圓滿結(jié)束[J];中國無線電管理;1997年05期

6 李德繼;淺談擴頻通信技術(shù)[J];中國無線電管理;1997年05期

7 周勤;擴頻通信技術(shù)及其應(yīng)用[J];江西電力;1998年03期

8 馮愛國;擴頻通信技術(shù)的特點及其應(yīng)用[J];現(xiàn)代通信;2000年02期

9 邵定蓉,李署堅;擴頻通信技術(shù)[J];無線電工程;2001年S1期

10 孫宏志,宋緒友,魏柳;擴頻通信技術(shù)及其在地震臺網(wǎng)中的應(yīng)用試驗[J];東北地震研究;2002年01期

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本文編號：601935