水聲通信信號(hào)處理硬件平臺(tái)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著人類對(duì)海洋資源的深入開發(fā)，人們迫切需要解決水下環(huán)境中的遠(yuǎn)距離無線通信問題。由于聲波是人類迄今為止已知的唯一一種能在水中進(jìn)行長(zhǎng)距離傳播的能量形式，因此水聲通信技術(shù)近年來得到了快速的發(fā)展，遠(yuǎn)距離高速水聲通信技術(shù)也成為了研究熱點(diǎn)。
　　水聲信道環(huán)境復(fù)雜，水聲信號(hào)在傳播過程中容易受到多徑干擾。水聲信道參數(shù)、傳播損耗和多普勒頻移等因素均會(huì)對(duì)水聲通信造成影響，尤其在水深較淺的區(qū)域，直達(dá)聲和反射聲混合后會(huì)形成復(fù)雜信號(hào)從而導(dǎo)致碼間干擾。為了實(shí)

2、現(xiàn)高速可靠的遠(yuǎn)距離水聲通信，現(xiàn)代水聲通信系統(tǒng)多采用數(shù)字通信方式，引入了高效的調(diào)制解調(diào)模式、高級(jí)的編碼方式、復(fù)雜的信道估計(jì)和均衡手段，普通的數(shù)字處理平臺(tái)無法滿足上述需求，因此開發(fā)具有高速數(shù)字信號(hào)處理能力的水聲通信信號(hào)處理平臺(tái)具有十分重要的意義。
　　本文以高性能數(shù)字信號(hào)處理器TMS320C6455和高密度FPGA EP3C120為主處理器，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種具有高速數(shù)字信號(hào)處理能力的水聲通信信號(hào)處理硬件平臺(tái)。文中介紹了信號(hào)處理平臺(tái)的功

3、能需求和工作流程，并對(duì)平臺(tái)各功能模塊的硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行了方案論證和器件選型。該平臺(tái)的主要功能模塊包括：高速數(shù)字信號(hào)處理模塊、5路高精度同步采樣A/D通道、DDR2存儲(chǔ)器、SRAM乒乓緩存器、帶有死區(qū)控制的PWM發(fā)生器、CAN總線、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、串行通信接口等。論文詳細(xì)描述了各個(gè)功能模塊的硬件電路設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程，并總結(jié)了設(shè)計(jì)中需要注意的關(guān)鍵問題。
　　為了驗(yàn)證硬件設(shè)計(jì)的正確性，本文對(duì)信號(hào)處理平臺(tái)的各個(gè)功能模塊進(jìn)行了調(diào)試，包括DSP程序加載方

4、式分析、DDR2存儲(chǔ)器測(cè)試、SRAM乒乓緩存器的FPGA設(shè)計(jì)和驗(yàn)證、DSP與FPGA之間高速數(shù)據(jù)交換的軟件設(shè)計(jì)與驗(yàn)證、ADC性能測(cè)試、PWM信號(hào)發(fā)生器的FPGA設(shè)計(jì)、CAN總線控制器的軟件設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊的軟件設(shè)計(jì)、串行通信模塊的功能驗(yàn)證、平臺(tái)功耗測(cè)試等內(nèi)容，使信號(hào)處理平臺(tái)具有數(shù)據(jù)采集、內(nèi)部數(shù)據(jù)搬移、信號(hào)處理、信號(hào)生成、與外部設(shè)備通信等功能，可應(yīng)用于復(fù)雜水聲通信系統(tǒng)。
　　最后，總結(jié)全文的主要研究成果和不足，明確信號(hào)處理平臺(tái)需要