水下通信网转发器软硬件技术研究（可复制论文）.pdf

摘要本文围绕水下通信网转发器的主要技术指标一低功耗展开讨论,通过多现代海洋军事防卫和民用海洋开发中,离不开水声通信技术。它不仅肩负着指令和命令的传输任务,也常常需要传输大量的数据和图像信息。这些信息通常是在水面舰艇、潜艇、各种潜器、水下工作站或水下机器人ⅲ疉之间进行的。水声通信网转发器的设计目的,是解决高数据率信息的远程中继信息传输问题,即用类似于微波接力传输的方法,将数据传至船基或岸基。种途径来降低转发器的功率损耗。其中主要的技术手段有三种:首先,在选择元器件方面,尽量选择低功耗高性能器件,包括集成运放、疍、疉等,使得转发器的整体功耗大幅度降低。其次,选用美国公司生产的系列芯片作为数字信号处理部分的核心元件。系列芯片是在系列芯片基础上发展而来的一ǖ鉊芯片,在同样的外围设备和数据处理速度条件下,的功耗只有的。其三,本文利用值班电路,监视接收机接收到的信号,只有当触发信号到达时,值班电路才使数字电路部分上电工作。这样设计使得整个系统在大量不进行信号处理的时间里只有模拟电路部分在工作,节省了大量的功耗。文章最后还将简要讨论为了实现高速水声通信而采用的相位相干调制技术,以及为了克服水下多途干扰和相位漂移而采用的自适应均衡技术,并将已有的一部分高级语言程序移植到校酶咝实腄汇编语言加以实自适应均衡关键词:水声通信网;转发器;褐蛋嗟缏罚幌辔幌喔傻髦疲现。哈尔滨工程大学硕士学位论文
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第滦髀引言水下通信网的国内外研究现状和发展趋势现代海洋军事防卫和民用海洋开发中,离不开水声通信技术。它不仅肩负着指令和命令的传输任务,也常常需要传输大量的数据和图像信息。这些信息通常是在水面舰艇、潜艇、各种潜器、水下工作站或水下机器人/之间进行的。纵观世界范围内水下声通信技术的发展,不管是远程、超远程的低比特率的指令和命令的传输,还是近程高速信息传输,都已经找到了近乎实用的解决方案并有大量的试验系统和试验结果可作为辅证。唯独远程、高速信息传输尚未找到一个圆满统一的解决方案。水声通信网的设计目的之一,是解决高数据率信息的远程中继信息传输问题,即用类似于微波接力传输的方法,将数据传至船基或岸基。在未来立体化的海洋战争中,由水面舰艇、潜艇和水下无人作战平台等组成一个多元化的作战群体,他们之间需要指挥命令、情报信息、数字化加密的语音等信息的交换与传输,需要构成一个多元化的多用户战区移动信息通信网络。这是设计水声通信网的目的之二。水声通信网络设计的目的之三,是可以为多节点海洋环境、信道监测、敌舰声频特征信息收集及监听网络提供信息采集和回收的通信链。鉴于水声通信网络在海洋军事防卫和民用海洋开发方面巨大的应用潜力,美国、加拿大和欧共体等国家,都投入相当的力量,进行研究和开发。哈尔滨工程大学硕士学位论文
.庋芯亢头⒄!Щ目的:对海底传感器、自治式水下潜器捅砻嬲窘形蘩声学结,提供到岸基控制中心的链路。缤仄耍杭惺剑植际剑蚼剑嘀肺侍猓篎。琓珻龋瑂际跤τ茫缧椋篈,,,渌郝肪端蜒:自重复请求取偷目衫眯诺来恚叨仁北涞亩嗤拘诺溃目标:最大化数据吞吐量和可靠性同时使功率耗散最小【俊公里,水下节点与海面浮标之间利用~的垂直声信道,浮标与岸基通过射频的方式通信;北卡罗来纳州立大学利用水下网络对卡罗来纳海岸附近的海洋环境进行了多年的观测,研究气象、天文等对波浪的影响;美国国家海洋和大气管理中心从年开始建立了系列化的海洋物理实时监测网络系统。主要功能有:提高导航安全性,提高港口效率和保护海洋资源。最大的一个在旧金山湾,由多台仪器组成。欧共体在姒支持下,发展了一个系列化的水声通信网络研究计划:鹊取F渲蠥苹哪勘晔适用于潜水通信网络的稳健通信和网络协议,网络中最小节点数:觯研究内容:植闾逑到峁梗何锢聿悖萘床愫屯绮悖困难:5捉岬愕墓β氏拗疲美国在建立了水声通信局域网络,监测范围为计划的哈尔滨工程大学硕士学位论文琇琒琑
.馑峦ㄐ磐7⑵鞣⒄瓜肿苹浅承诺乐械某ぞ嗬胪ㄐ呕F涞愣缘阃ㄐ啪嗬肟纱,载波频率,通信速率最高痵。该系统针对超浅水域中存在强烈、时变的混响干扰以及多用户同时反射会造成严重的串扰等问题进行技术攻关,采用三维水听器阵进行空间分级并对每一个信源进行匹配。该系统目前己进行过两次海试。建立潜水通信仿真模型,并研究各种无训练阵处理方法。目标是研究并试验浅水中ぞ嗬稳健通信痵姆桨浮<际趼废撸嚎7⑿碌淖罴严喙匦藕糯砀拍詈退惴ǎ引入连续信道辨识技术,提高通信系统对环境变化的稳健性,并对算法进行其他如英国笱а兄瞥龅腁系列,也是为水下通信和网络通信而设计的。其作用距离俾饰/胨我国水下数字通信技术的研究起步于八十年代中后期。哈