基于Chirp信號(hào)的中程水聲通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、水聲通信技術(shù)是當(dāng)代海洋資源開(kāi)發(fā)和海洋環(huán)境立體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的重要技術(shù)組成部分,也是我國(guó)海洋高技術(shù)急待研究開(kāi)發(fā)的項(xiàng)目之一。水聲信道是一個(gè)十分復(fù)雜的時(shí)一空一頻變信道,其主要特征為:復(fù)雜性、多變性、強(qiáng)多徑和有限帶寬。對(duì)于中程水聲通信而言,傳播損失引起了接收端的低信噪比,因此必須尋求一種在低信噪比及存在多徑擴(kuò)展的情況下,仍可保證一定信息傳輸速率的信息可靠傳輸技術(shù)。
　　 本文研究了一種適用于中程水聲通信的Chirp擴(kuò)頻技術(shù)(CSS),CSS

2、技術(shù)具有優(yōu)異的抗噪聲和抗多徑特性。為了在保證系統(tǒng)可靠性的同時(shí),提高CSS水聲通信系統(tǒng)的信息傳輸速率,本文著重研究了CSS的高階調(diào)制解調(diào)技術(shù)和被動(dòng)時(shí)間反轉(zhuǎn)鏡技術(shù)在CSS系統(tǒng)中的應(yīng)用。構(gòu)建了基于被動(dòng)時(shí)間反轉(zhuǎn)鏡技術(shù)的CSS水聲通信系統(tǒng),并在廈門(mén)大學(xué)實(shí)驗(yàn)水池以及廈門(mén)港附近海域進(jìn)行了海試實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,該技術(shù)在頻段(10～15Khz)可以實(shí)現(xiàn)距離6km、信息傳輸速率250bps的可靠傳輸。
　　 論文的主要工作如下:
　　 1.系

3、統(tǒng)的介紹了國(guó)內(nèi)外Chirp擴(kuò)頻技術(shù)的研究概況,分析了水聲信道的主要特點(diǎn)及其對(duì)水聲通信性能的影響;
　　 2.針對(duì)CSS系統(tǒng)低速率的問(wèn)題,對(duì)Chirp系統(tǒng)的高階調(diào)制技術(shù)進(jìn)行了研究,提出了基于多載波技術(shù)的CSS調(diào)制技術(shù)。該技術(shù)在提高頻帶利用率的同時(shí),又不增加系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度,并能有效的抵抗水聲信道的頻率選擇性衰落;
　　 3.討論了分?jǐn)?shù)階傅里葉變換在CSS系統(tǒng)中的應(yīng)用,并與滑動(dòng)相關(guān)檢測(cè)法進(jìn)行了對(duì)比;
　　 4.針對(duì)水聲

4、信道強(qiáng)多徑的特點(diǎn),深入研究了自適應(yīng)抗多徑技術(shù)——被動(dòng)時(shí)間反轉(zhuǎn)鏡技術(shù)的原理和其適用環(huán)境。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,被動(dòng)時(shí)間反轉(zhuǎn)鏡技術(shù)在強(qiáng)多徑信道中,能有效重組多徑,抵抗由多徑帶來(lái)的碼間干擾;
　　 5.在實(shí)驗(yàn)室水池和廈門(mén)港淺海域?qū)SS水聲通信進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,CSS系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力,適用于中程水聲通信;
　　 6.采用DSP處理芯片完成了基于Chirp的水聲傳感器網(wǎng)絡(luò)通信節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)、調(diào)試和實(shí)驗(yàn)工作。水池和海洋實(shí)