本文關(guān)鍵詞：基于Chirp擴(kuò)頻的移動(dòng)平臺(tái)水聲通信技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：水聲通信技術(shù)是水下信息交互的主要手段,水聲信道尤其是淺海水聲信道是目前最為困難的無線信道之一,水聲信道是時(shí)變、空變的。近年來,移動(dòng)平臺(tái)如自主水下航行器(AUV)的迅速發(fā)展對(duì)水聲通信提出了新的需求,在移動(dòng)情況下,多徑干擾和多普勒效應(yīng)是水聲通信的主要障礙之一。因此為了實(shí)現(xiàn)移動(dòng)平臺(tái)可靠、低功耗的水聲通信,必須克服多徑干擾和多普勒效應(yīng),而Chirp擴(kuò)頻技術(shù)的特點(diǎn)正好符合移動(dòng)水聲通信的要求。本文首先分析了淺海移動(dòng)水聲信道的特點(diǎn),并針對(duì)移動(dòng)平臺(tái)著重分析了多普勒效應(yīng)的影響,并給出了淺海移動(dòng)水聲信道模型,為后續(xù)通信系統(tǒng)的仿真奠定了基礎(chǔ)。然后對(duì)移動(dòng)水聲通信中的多普勒估計(jì)和幀同步技術(shù)進(jìn)行了分析研究,對(duì)正反掃頻的雙曲調(diào)頻(HFM)信號(hào)方法進(jìn)行了著重推導(dǎo)分析,并與其他基于線性調(diào)頻(LFM)信號(hào)和HFM信號(hào)的方法進(jìn)行了性能對(duì)比分析,結(jié)果表明正反掃頻HFM方法性能最好。接著對(duì)Chirp擴(kuò)頻技術(shù)不同方式進(jìn)行了研究,主要分析了三種調(diào)制方式,一種是二進(jìn)制正交鍵控方式,另外兩種是直接調(diào)制方式,分別為Chirp-PSK調(diào)制和Pattern時(shí)延編碼(PDS)調(diào)制,并著重對(duì)直接調(diào)制方式在抗多徑和多普勒的性能進(jìn)行分析,并在此基礎(chǔ)上給出了新的接收機(jī)解調(diào)方案,通過仿真表明本文提出的利用相鄰碼元進(jìn)行時(shí)間反轉(zhuǎn)卷積得到編碼時(shí)延差值的PDS系統(tǒng)的性能最好。最后,對(duì)Chirp擴(kuò)頻系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證�；贏UV移動(dòng)平臺(tái)設(shè)計(jì)了一套移動(dòng)水聲通信實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),在莫干湖進(jìn)行了移動(dòng)平臺(tái)水聲通信實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明在發(fā)送節(jié)點(diǎn)與接收節(jié)點(diǎn)存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),本文中給出的PDS系統(tǒng)性能表現(xiàn)良好,進(jìn)一步驗(yàn)證了仿真的結(jié)論。
【關(guān)鍵詞】：移動(dòng)平臺(tái) 淺海水聲通信 多普勒估計(jì)和幀同步 Chirp擴(kuò)頻 湖試
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN929.3
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-15
• 1.1 課題背景及意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容14-15
• 2 淺海水聲信道15-25
• 2.1 淺海水聲信道特點(diǎn)15-20
• 2.1.1 聲傳播衰減15-16
• 2.1.2 海洋環(huán)境噪聲16-17
• 2.1.3 通信帶寬17
• 2.1.4 多徑傳輸17-18
• 2.1.5 多普勒效應(yīng)18-20
• 2.2 水聲信道建模20-24
• 2.2.1 簡正波模型21-23
• 2.2.2 淺海移動(dòng)多徑水聲信道模型23-24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 3 多普勒估計(jì)和幀同步技術(shù)25-41
• 3.1 Chirp信號(hào)特性分析26-31
• 3.1.1 LFM信號(hào)特性26-27
• 3.1.2 HFM信號(hào)特性27-29
• 3.1.3 LFM和HFM信號(hào)特性對(duì)比29-31
• 3.2 多普勒估計(jì)和幀同步方法31-39
• 3.2.1 塊估計(jì)法31-32
• 3.2.2 正反掃頻LFM信號(hào)多普勒估計(jì)和同步方法32
• 3.2.3 HFM與單頻脈沖信號(hào)聯(lián)合多普勒估計(jì)和同步方法32-35
• 3.2.4 反掃頻HFM信號(hào)多普勒估計(jì)和同步方法35-36
• 3.2.5 多普勒估計(jì)和幀同步性能仿真36-39
• 3.3 本章總結(jié)39-41
• 4 Chirp擴(kuò)頻通信系統(tǒng)41-65
• 4.1 CSS-BOK方式42-46
• 4.1.1 BOK調(diào)制方式42-46
• 4.2 CSS-DM方式46-58
• 4.2.1 Chirp-PSK調(diào)制與解調(diào)46-52
• 4.2.2 PDS調(diào)制與解調(diào)52-58
• 4.3 CSS通信系統(tǒng)仿真分析58-64
• 4.3.1 CSS通信系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)58-61
• 4.3.2 仿真性能對(duì)比61-64
• 4.4 本章總結(jié)64-65
• 5 Chirp擴(kuò)頻移動(dòng)水聲通信實(shí)驗(yàn)65-85
• 5.1 移動(dòng)水聲通信實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)65-74
• 5.1.1 主控模塊設(shè)計(jì)66-67
• 5.1.2 FPGA協(xié)處理板設(shè)計(jì)67-72
• 5.1.3 系統(tǒng)電源模塊72-74
• 5.2 移動(dòng)水聲通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究74-84
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境及過程74-75
• 5.2.2 湖上實(shí)驗(yàn)方案及性能分析75-84
• 5.3 本章總結(jié)84-85
• 6 總結(jié)與展望85-87
• 6.1 全文工作總結(jié)85-86
• 6.2 未來工作展望86-87
• 參考文獻(xiàn)87-91
• 作者簡歷及在學(xué)期間所取得的研究成果91

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