一种FSK水下声通信接收系统的设计与实现.pdf

华中科技大学
硕士学位论文
一种FSK水下声通信接收系统的设计与实现
姓名:李枫
申请学位级别:硕士
专业:信号与信息处理
指导教师:黄瑞光
20040509
华中科技大学硕士学位论文摘要人们利用海洋资源的渴望为水声技术的发展提供了巨大的动力。水下测量技术起步较早,开发的算法也较为丰富。而水下通信则仍然处于起步阶段,大致的发展思路是将无线通信的相应技术“移植”水下环境中。这样做的优点是显而已易见的。但是,水声通信与无线通信的区别是不容忽视的。混响与多普勒效应是水声信道最为显著的两个特点。我们必须针对水下环境的特殊性来开发水下通信技术。本课题工作就是根据水声信道的特点,选择一种应用于水下通信的信号,并设计切实可行的实现系统。最后,完成接收系统的实时调试。论文从两个角度对课题的内容加以论述。一方面,从通信信号本身出发,根据水声信道的特点,在现有的无线通信信号调制方式中选择一种可行的方式。由于水声信道的混响效应十分明显,因此不能将无线通信中信号的发射方式直接搬到水声通信中。所以,发射信号的设计更主要地集中于信号格式的考虑。同时,对各种调制方式也作简要地比较性论述。另一方面,从系统的角度着眼,在软件无线电概念的框架下对现有的算法和技术进行重新地整合。软件无线电的概念虽然产生于军事用途,但是它所谓算法软件化的思想是具有革命性的;并且应该是通信技术发展的一个全新的方向。在通用的硬件平台上,软件化了的算法具有相当大的灵活性。在不同的调制方式、通信体制下可以进行灵活地转换。更重要的是,算法的软件化可以引进更强有力的处理工具,进一步提高算法的性能。在第三章中,首先通过概念性的论述,直接建立起基于算法软件化的通信信号产生和处理的体系结构。而在第四章的论述中,将重点放在接收系统的技术描述和说明上;但是第四章的工作不局限于此。说明书式的介绍并不是本文所追求的。通信系统的从无到有是逐步建立起来的。这种建立过程是从两个方面取得进展的。第一,从严格的数学意义上构建算法的理论基础,从而使得系统的结构体系化。第二,系统的构建,也是各种算法比较、选择的过程。通过这样的论述可以发现:论文所设计的结构不是出于论文作者的主观臆想,而是建立在严格的理论和实践基础之上的。
华中科技大学硕士学位论文而且,在水声通信的条件下,这样一种稳健的调制方式一直受到水声通信系统开发者关键词:水声通信在软件无线电的框架体系下,与其它技术整合在一起,跃哂邢嗟贝蟮那绷Α的重视。变速率采样
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指导教师签名;童磊划在——年解密后适用本授权书。谆佩瘁枫学位论文版权使用授权书独创性声明日期:枷绰拢痮日日期:卿中年厂月,人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,学位论文作者签名;本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。日期:加。乒年岁月/权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和本论文属于不保密口。学位论文作者签名:保密口,朐谝陨戏娇蚰诖颉啊獭..
华中科技大学硕士学位论文餮水下声通信发展综述随着通信技术的不断进步,作为通信基本环节的调制方式也在不断地推陈出新;通信性能因此而不断提高。以个人移动通信为例,从模拟的调制技术起步,经过不断发展逐渐过渡到数字的调制方式。在耐ㄐ盘逯浦校髦品绞揭云捣侄嘀贩绞为主体。到了第三代移动通信,产生了码分多址方式。目前正在研发的第四代移动通信,进一步地提出了正交频分复用的概念。因此,调制技术的发展就是通信发展的一个缩影。同样在水声通信领域,已经有多种方法用于实验系统。例如,东南大学研究了利用跳频码分多址瓹在浅海组建水下通信网的方案【浚豕こ檀笱ё灾餮蟹⒘耸毖硬畋嗦敕绞絒并在湖中进行了实验测试【。国外许多研究机构早己在各种海况条件下试验相干的调制方式。髦品绞绞潜凰律ㄐ畔低称毡椴捎玫囊恢值髦品绞剑徽庵饕J且蛭狥调制方式容易实现,而且信号抗信道起伏能力强。就目前的发展趋势而言,梢与其它的通信技术相结合,显示了巨大的开发潜力。在这一章中,我们将对水声逶信发展的概况作简要介绍。同时,就课题的中心内容及论文阐述的思路作纲要式的说明。近十几年,水下声通信及测量技术有了长足的进步。在这方面的研究主要集中在六个领域: