基于SOPC技術(shù)的水聲通信半物理仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、由于水聲通信傳輸信道自身的高噪聲、高復(fù)雜性的影響，針對(duì)水聲通信純數(shù)字離線仿真中系統(tǒng)模型抽象困難、簡(jiǎn)化模型無法有效模擬實(shí)際系統(tǒng)的問題和現(xiàn)場(chǎng)級(jí)試驗(yàn)高投入、低效率、易失敗、長(zhǎng)周期性的限制，以FPGA為核心控制器，基于SOPC技術(shù)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)水聲通信半物理仿真平臺(tái)，滿足高效率的水聲通信技術(shù)及后續(xù)信道編碼算法研究的需求。該論文給出了水聲通信半物理仿真平臺(tái)的整體設(shè)計(jì)思想、水聲通信發(fā)送及接收節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)硬件電路、浮子節(jié)點(diǎn)及匯聚節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)硬件電路、

2、水聲播放及接收硬件邏輯、浮子節(jié)點(diǎn)及匯聚節(jié)點(diǎn)硬件邏輯、嵌入式軟件控制部分、水聲半物理仿真平臺(tái)上位機(jī)監(jiān)控軟件的詳細(xì)設(shè)計(jì)。
　　針對(duì)水聲高速、等間隔發(fā)送接收的需求，在水聲發(fā)送接收節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中提出了“NIOSII處理器+乒乓RAM+發(fā)送接收硬件協(xié)處理器”的設(shè)計(jì)方式。水聲數(shù)據(jù)播放和接收過程采用乒乓RAM數(shù)據(jù)緩存設(shè)計(jì)方式，使得處理器的中斷頻率降低，避免播放及接收過程中數(shù)據(jù)信息的丟失。乒乓操作按節(jié)拍、相互配合切換，將經(jīng)過緩沖的數(shù)據(jù)流輸送到“后續(xù)數(shù)

3、據(jù)流運(yùn)算處理模塊”進(jìn)行應(yīng)用，以達(dá)到完成數(shù)據(jù)的無縫緩沖與處理目標(biāo)。
　　該仿真測(cè)試平臺(tái)采用PC機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、匯聚節(jié)點(diǎn)、浮子節(jié)點(diǎn)、水聲發(fā)送接收節(jié)點(diǎn)的模塊化布放模式，可方便的進(jìn)行湖、海、河等現(xiàn)場(chǎng)布放。數(shù)據(jù)傳輸通道采用透明傳輸思想，即在信息數(shù)據(jù)傳輸過程中PC機(jī)通過匯聚節(jié)點(diǎn)、浮子節(jié)點(diǎn)到水聲通信節(jié)點(diǎn)之間的通信方式就是一種透明傳輸?shù)耐ㄐ艛?shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)方式。這種透明傳輸思想的應(yīng)用可方便實(shí)現(xiàn)“海試”或者“湖試”現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備布置，也可方便的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室直接試驗(yàn)連