RAKE接收技术在水声通信中的应用.pdf.pdf

西北工业大学硕士学位论文 RAKE接收技术在水声通信中的应用姓名:曾立申请学位级别:硕士专业:通信与信息系统指导教师:李斌 20040101 西北工业大学硕士学位论文摘要摘要水声信道中广泛存在的多径传播效应是水声通信所面临的主要障碍之一, 由多径所产生的信号衰落效应是影响水声通信系统性能的主要因素之一。自适应波束形成、自适应均衡、分集、阵列处理等技术都是解决多径干扰常用的技术。扩频技术特别是直接扩频技术也是对抗多径干扰的一种非常有效的技术, 其中的RAKE接收技术不但能够抑制干扰;而且还能利用多径干扰的能量提高信噪比,极大的改善了系统的性能,并且扩频技术是现在唯一能工作在负信噪比条件下的通信技术,所以扩频技术在水声通信中的应用也越来越受到关注。另外,扩频技术对实现水下多址通信和建立水声通信网络也有着很大的意义。目前。扩频技术在水声信道中的应用远没有在空间中成熟,这方面的研究也比较少,因此,这是一个充满了挑战的研究领域。论文首先总结了前人关于海洋水声通信系统设计的经验,讨论了海洋水声信道的特点。接着对扩频系统的基本知识作了粗略的介绍,并从水声信道的特点出发比较了直扩与跳频的优缺点,选择了直扩的方式作为本论文水声扩频系统的主要扩频方式。然后介绍了RAKE接收技术的基本原理,并对RAKE接收系统中的路径搜索和同步系统进行了讨论和仿真分析,另外还对RAKE接收技术在低速水声通信系统中的应用作了仿真分析,并讨论了一些影响RAKE 接收系统性能的主要因素。最后对RAKE接收系统进行了空间实验,提出了实验中存在的问题以及需要改进的方向,并就系统中的基于BPSK扩频假设检验的路径搜索装置进行了FPGA仿真。关键词水声通信、扩频、直扩、跳频; 多径、衰落、同步、路径搜索; 多址干扰; RAKE接收、FPGA 坚!堡塑堡!!型!唑!!!堡竺!!!芝!!!!!!型竺!!!!垡!壁竺!旦坠!! ABSTRACT Underwater munications(UWA)are made difficultby bined effect ofmultipath propagation andhightemporal and spatialvariability ofthe channel fading which was caused bymultipath propagation was one of themain factorsinfluencing theperformance ofunderwater munication purpose ofthisthesis is not only e mulfipath interference byspreadspectrum but also toimprove theperformance of thesystem byemploying RAKE receiver bine some nmltipath signals. Firs@,some useful experience about designing underwater munication systems and theproperties ofunderwater acoustic channels are ,introducing something about spread spectrum technique and deciding to selectdirect-sequence spread spectrum(DSl inunderwater munications paring DS toFH according totheproperties ofunderwater acoustic that,discussing something about RAKE receiver, simulating thepath·search algorithms,synchronization circuitsandRAKE receiver inlow speedunderwater munications and analyzing some major factorsinfluencing theperformance ,after some experiments about RAKE receiver areperformed inspace problems exiSting in theprocess ofexperiments aremen