基于分?jǐn)?shù)階Fourier變換的高速Chirp擴(kuò)頻水聲通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、伴隨著對海洋開發(fā)和利用的深入，人們對于海洋聲通信的可靠性和速率提出了更高的要求。但受限于海洋信道的復(fù)雜特性，如何實(shí)現(xiàn)高速可靠的水聲通信是一大挑戰(zhàn)。
　　Chirp信號同時在時域和頻域進(jìn)行擴(kuò)展，在水下通信過程中具有良好的抗頻率選擇性衰落和抗多普勒頻移的特性。分?jǐn)?shù)階Fourier變換作為一種以Chirp信號為核函數(shù)的時頻變換，在對Chirp信號的檢測和參數(shù)估計(jì)上有不可替代的優(yōu)勢。論文首先研究了基于分?jǐn)?shù)階Fourier變換的多分量Chi

2、rp信號的檢測方法，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合二進(jìn)制鍵控，設(shè)計(jì)了多載波Chirp擴(kuò)頻系統(tǒng)。為解決在有限的水聲通信帶寬內(nèi)提升多載波Chirp擴(kuò)頻系統(tǒng)速率的難題，結(jié)合并行組合擴(kuò)頻技術(shù)提出了并行組合Chirp擴(kuò)頻系統(tǒng)，并使用單陣元時間反轉(zhuǎn)鏡技術(shù)作為通信系統(tǒng)的抗碼間干擾的技術(shù)。上述兩個系統(tǒng)分別在廈門大學(xué)實(shí)驗(yàn)水池及廈門港附近海域進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，論文所提出的兩個通信系統(tǒng)在特定的水下環(huán)境中，具備高速和可靠的通信的能力。
　　本文的主要工作概括如下:

3、
　　1.介紹了國內(nèi)外Chirp水聲通信的研究現(xiàn)狀，及海洋聲信道的特性，分析了信道對通信系統(tǒng)的影響;
　　2.利用Chirp信號在分?jǐn)?shù)階Fourier變換域上的能量聚集特性，通過在分?jǐn)?shù)階Fourier變換域?qū)Χ喾至緾hirp信號濾波的方法，完成了多分量Chirp信號的檢測和參數(shù)估計(jì)算法研究。
　　3.利用Chirp信號自身優(yōu)異的抗頻率選擇性衰落和抗多普勒頻移的特性，結(jié)合二進(jìn)制正交鍵控調(diào)制，在保障系統(tǒng)穩(wěn)定性的前提下設(shè)計(jì)了

4、多載波Chirp擴(kuò)頻水聲通信系統(tǒng)，接收端使用分?jǐn)?shù)階Fourier變換的方法進(jìn)行解調(diào)，相比傳統(tǒng)的Chirp擴(kuò)頻系統(tǒng)，速率得到了一定程度的提升。
　　4.針對多載波Chirp水聲通信系統(tǒng)的速率提升依賴于載波數(shù)量的問題，結(jié)合并行組合擴(kuò)頻技術(shù)提出了并行組合Chirp擴(kuò)頻水聲通信系統(tǒng)，使得在發(fā)送較少載波的情況下實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)速率的進(jìn)一步提升。接收端使用分?jǐn)?shù)階Fourier變換進(jìn)行解調(diào)提高了系統(tǒng)的可靠性，同時降低了接收機(jī)的復(fù)雜度。
　　5.針