【摘要】：水聲通信是一個快速發(fā)展的科研領(lǐng)域,隨著海洋探索的不斷深入,人們對高速水聲通信系統(tǒng)的需求日益增長。如何實現(xiàn)高速、大容量和高可靠性的通信是水聲通信研究的熱點。水聲信道中存在信道嚴重的頻率選擇性衰落、多徑效應(yīng)、有限的可用帶寬和多普勒擴展等特點。在復(fù)雜的水聲環(huán)境中實現(xiàn)高速通信已經(jīng)變成水下通信亟待解決的問題。傳統(tǒng)多載波系統(tǒng)頻率劃分間隔大,且頻帶間隔固定,導(dǎo)致帶寬利用率低,限制了水下通信的傳輸速度。針對這個問題,本文提出了廣義多載波通信系統(tǒng),首先進行信道預(yù)估計,根據(jù)不同信道通信質(zhì)量選擇不同頻帶間隔的子載波,子載波的劃分更加靈活,能充分利用水聲信道有限的帶寬,提高傳輸信息的傳輸速率。本文主要研究工作為:(1)提出了基于積分增益濾波器的瞬時平穩(wěn)信號頻率檢測方法。將濾波器的頻率與平穩(wěn)信號的頻率相匹配,實現(xiàn)特定頻率的平穩(wěn)信號能量放大。同時抑制隨機噪聲和干擾噪聲,實現(xiàn)頻率間隔更小的微弱信號檢測�；谶@種頻率檢測方法,廣義多載波系統(tǒng)可以劃分更小間隔的子載波,為在有限的帶寬內(nèi)實現(xiàn)高速通信提供技術(shù)支持。(2)提出廣義Chirplet變換算法。采用對多普勒效應(yīng)不敏感的調(diào)頻信號作為廣義多載波系統(tǒng)的子載波。在系統(tǒng)的接收端,利用指數(shù)函數(shù)加權(quán)擬合時頻域內(nèi)信號的頻率曲線,將調(diào)頻信號變?yōu)槠椒�(wěn)信號,再通過積分增益濾波器,得到目標(biāo)信號。(3)提出了一種廣義多載波通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)將信號的比特流先映射到一個坐標(biāo)軸上,建立數(shù)據(jù)與頻率的一一映射關(guān)系,經(jīng)過頻率映射編碼形成各個子載波,這些子載波相互正交。在接收端,使用基于積分增益濾波器對接收到的信號頻率進行解調(diào),得到正確的目標(biāo)信號。(4)本文對廣義多載波通信系統(tǒng)進行仿真和海試實驗驗證。實驗表明,在一定距離內(nèi),廣義多載波通信系統(tǒng)可以實現(xiàn)可靠的高速通信。
【圖文】：

１－２四種頻率聲波在不同水溫ｒ、鹽度ｓ、靜壓力ｐ環(huán)境的衰減系數(shù)逡逑的第一個括號內(nèi)的第一項表示硫酸鎂ＭｇＳ０４的弛豫吸收，第二項是第二個括號中的式子給出了吸收與靜壓力的關(guān)系，這種關(guān)系相對講是４公里時其變化不超過３０邋％。逡逑段（１００／Ｚｚ邋￣３邐的聲衰減可以更好地用Ｔｈｏｒｐ公式＿來描述，即０１＾＋邐４４／Ｌ逡逑１＋／２邐４１００＋／２邐＇邐、逡逑，／是聲波的頻率（ｉＣＷｚ；）。所有這兩項都有其典型的弛豫機構(gòu)：第一項（頻段上它是最重要的）描述的是由硼酸Ｈ３Ｂ０３（弛豫頻率為ｌＡＴ／ｚ；）弛豫收，第二項描述了硫酸鎂ＭｇＳ０４（弛豫頻率約為６５Ｋ／／Ｚ）的弛豫吸收。引起的吸收系數(shù)有顯著的區(qū)域性變化，，這種變化與海洋中各處Ｈ值

圖１－４二元假設(shè)檢驗（準(zhǔn)最佳方法）逡逑（１）簡單二元假設(shè)檢驗（無未知參數(shù)）逡逑根據(jù)觀測ｘ邋＝邋［ｘ［０］，ｘ［ｌ］，ｘ［２］…ｘ［Ｗ－ｌ］］＇在假設(shè)不存在待測信號Ｈ。和存在逡逑待測信號：＾之間進行判決。逡逑ａ．Ｎｅｙｍａｎ－Ｐｅａｒｓｏｎ檢驗（又稱似然比檢驗）逡逑①數(shù)據(jù)假設(shè)：逡逑ＰＤＦＰ（Ｘ；Ｈ。）、假定是己知的。逡逑②檢測器：逡逑如果，逡逑樸~枺荊

本文編號：2685497