本文關(guān)鍵詞：基于參量陣的MFSK水聲通信關(guān)鍵技術(shù)研究

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【摘要】：基于參量陣的MFSK(Multiple Frequency Shift Keying)水聲通信技術(shù)是一種利用具有較高指向性的水聲信號(hào)作為信號(hào)載體進(jìn)行介質(zhì)傳輸?shù)耐ㄐ偶夹g(shù)。該技術(shù)在現(xiàn)有的MFSK水聲調(diào)制基礎(chǔ)上,將MFSK模擬信號(hào)加載融合到參量陣超聲信號(hào)中,利用參量陣超聲波在介質(zhì)傳播過程中的非線性作用,自解調(diào)產(chǎn)生差頻信號(hào),還原出適合遠(yuǎn)距離傳輸?shù)恼ㄊ�、低頻段MFSK水聲信號(hào)。通過水聲參量陣高指向性聲波信號(hào)來(lái)抑制信道的多途干擾、碼間干擾,提高信道的信號(hào)-多途比,為實(shí)現(xiàn)高速、穩(wěn)定、遠(yuǎn)距離水聲通信系統(tǒng)提供一種新的解決方案。本文首先對(duì)Westervelt方程和“Berktay遠(yuǎn)場(chǎng)解”進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析,對(duì)基本參量陣聲場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行了仿真分析,通過Matlab仿真發(fā)現(xiàn)參量陣單邊帶SSB(Single Side Band)調(diào)制能有效抑制諧波信號(hào)的產(chǎn)生,提高頻帶利用率,與DSB(Double Side Band)調(diào)制方式對(duì)比更適用于參量陣水聲通信信號(hào)調(diào)制,利用仿真發(fā)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)參量陣SSB調(diào)制參數(shù)可以進(jìn)一步抑制諧波失真和互調(diào)失真。為了分析水聲信道質(zhì)量,首先對(duì)海洋水聲環(huán)境特性進(jìn)行了仿真和分析,確定對(duì)水聲信道中的產(chǎn)生影響的因素及計(jì)算公式。利用射線理論對(duì)淺海水聲多徑信道建立了確定型模型,將信號(hào)-多途比(Singal Multipath Ratio-SMR)作為淺海水聲信道多徑干擾情況的衡量指標(biāo),對(duì)普通聲源情況下的信道情況進(jìn)行了仿真分析。發(fā)現(xiàn)在遠(yuǎn)距離傳輸過程中,在離聲源較近位置的信號(hào)-多途比并不理想,主要是由于多徑干擾信號(hào)在短距離處有一定的聲壓強(qiáng)度,隨著距離的增加,多徑信號(hào)在傳播過程中不斷發(fā)生反射造成界面反射損失,對(duì)SMR產(chǎn)生影響的因素主要為海洋環(huán)境中的噪聲干擾。與普通聲源信號(hào)不同的是水聲參量陣的差頻信號(hào)不僅具有較高指向性,更重要的是差頻水聲信號(hào)能量在傳播過程中呈現(xiàn)明顯的錐形分布,主要聲場(chǎng)能量集中于軸向方向的特性,降低了其他偏角上的多徑信號(hào)幅度,提高了水聲信道的抗多徑干擾能力,提高了水聲信道的SMR,提高了水聲通信信道質(zhì)量。最后,通過參量陣的MFSK水聲通信系統(tǒng)的硬件平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試,驗(yàn)證了參量陣的水聲通信系統(tǒng)在有限帶寬資源的情況下,能夠有效提高水聲通信的多途-信道比,提高水聲信道質(zhì)量,為實(shí)現(xiàn)高速、遠(yuǎn)距離、可靠的水聲通信系統(tǒng)提供了一種新方法。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN929.3

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 肖永龍;控距參量聲源研究與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2014年

2 李仙法;基于FPGA的聲頻定向信號(hào)處理算法研究與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2013年

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本文編號(hào)：1272775