水聲通信中低計算復(fù)雜度的信號檢測與同步技術(shù)研究
發(fā)布時間：2021-12-18 12:31
水聲通信是海洋資源勘探開發(fā)的重要組成部分,具有廣闊的應(yīng)用前景。對長時間水下工作的通信節(jié)點來說,信號到達檢測與同步是實現(xiàn)可靠水聲通信的關(guān)鍵技術(shù)。水聲通信具有多徑效應(yīng)嚴重、多普勒效應(yīng)難以忽略、接收端信噪比低、帶寬嚴重受限等特點。因此,研究水聲通信中可靠的信號到達檢測與同步技術(shù)具有重要的研究意義與應(yīng)用價值。針對水聲通信節(jié)點計算能力受限的問題,論文首先提出一種基于多音（Multi-Tone,MT）信號的雙滑動窗口能量商信號到達檢測算法,該算法結(jié)合了能量檢測算法實現(xiàn)簡單與頻率檢測算法可靠性較高的優(yōu)點,通過雙滑動窗口能量商檢測與頻率檢測確認兩步,實現(xiàn)了較低計算復(fù)雜度下可靠的信號到達檢測。針對中遠距離通信條件下傳統(tǒng)自相關(guān)檢測算法多普勒適應(yīng)性較差的問題,論文提出了一種改進的基于重復(fù)M序列的自相關(guān)信號檢測算法,通過將傳統(tǒng)自相關(guān)算法中的塊重復(fù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化為符號重復(fù)結(jié)構(gòu),改進的自相關(guān)檢測算法在低信噪比環(huán)境下仍具有可靠的檢測性能,且具有一定的多普勒容忍性�？紤]節(jié)點移動導致的多普勒效應(yīng)問題,針對現(xiàn)有多普勒因子與定時同步聯(lián)合估計算法前導碼偏長的不足,論文提出了一種基于雙曲調(diào)頻（Hyperbolic Frequency...
【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：102 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．２論文整體框架??
其中“＋”表示升調(diào)頻信號，“－”表示降調(diào)頻信號，／。為ＬＦＭ信號載頻，乂為信號??幅值，火＝５／Ｔ為調(diào)頻斜率，５為ＬＦＭ信號的帶寬，ｒ為ＬＦＭ信號持續(xù)時間。??圖２．２給出了帶寬為１６Ｋ至２２ｋＨｚ的ＬＦＭ信號的頻譜圖與時頻圖：??￥佳■圖?５０—??Ｉ?，?＇?＊?＇?－?５，?＊??。八．??１?（?＼?ｒ…?…??１５??１?的?????■?〇??０?２?４?６?２０?４０?６０?８０??頻率／Ｈ２?ｘ２〇＾?時間／ｍｓ??圖２．２?ＬＦＭ信號頻譜圖與時頻圖??ＬＦＭ信號的模糊函數(shù)具有良好的抗多徑與抗頻偏能力，其模糊函數(shù)可表示為：??＋?（２．３７）??其中Ｔ表示時延，力表示多普勒頻移。??圖２．３給出了?ＬＦＭ信號模糊函數(shù)圖。由圖２．３可知，在經(jīng)歷了嚴重的時延與多??普勒頻移后，ＬＦＭ信號仍具有較好的相關(guān)峰特性。??２１??
其中“＋”表示升調(diào)頻信號，“－”表示降調(diào)頻信號，／。為ＬＦＭ信號載頻，乂為信號??幅值，火＝５／Ｔ為調(diào)頻斜率，５為ＬＦＭ信號的帶寬，ｒ為ＬＦＭ信號持續(xù)時間。??圖２．２給出了帶寬為１６Ｋ至２２ｋＨｚ的ＬＦＭ信號的頻譜圖與時頻圖：??￥佳■圖?５０—??Ｉ?，?＇?＊?＇?－?５，?＊??。八．??１?（?＼?ｒ…?…??１５??１?的?????■?〇??０?２?４?６?２０?４０?６０?８０??頻率／Ｈ２?ｘ２〇＾?時間／ｍｓ??圖２．２?ＬＦＭ信號頻譜圖與時頻圖??ＬＦＭ信號的模糊函數(shù)具有良好的抗多徑與抗頻偏能力，其模糊函數(shù)可表示為：??＋?（２．３７）??其中Ｔ表示時延，力表示多普勒頻移。??圖２．３給出了?ＬＦＭ信號模糊函數(shù)圖。由圖２．３可知，在經(jīng)歷了嚴重的時延與多??普勒頻移后，ＬＦＭ信號仍具有較好的相關(guān)峰特性。??２１??
【參考文獻】：
期刊論文
[1]對稱三角線性調(diào)頻水聲通信信號的同步檢測方法[J]. 袁飛,李文聰,程恩. 聲學學報. 2018(02)
[2]Fractional Fourier domain hopped communication method based on chirp modulation for underwater acoustic channels[J]. Xingbin Tu,Xiaomei Xu,Zheguang Zou,Liangliang Yang,Jianming Wu. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2017(03)
[3]水下目標輻射噪聲中單頻信號分量的檢測：理論分析[J]. 李啟虎,李敏,楊秀庭. 聲學學報(中文版). 2008(03)
博士論文
[1]模型與數(shù)據(jù)結(jié)合的淺海時變水聲信道估計與均衡[D]. 聶星陽.浙江大學 2014
碩士論文
[1]基于雙曲調(diào)頻信號的移動水聲通信技術(shù)研究[D]. 俞俊濤.浙江大學 2017
本文編號：3542399
【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：102 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．２論文整體框架??
其中“＋”表示升調(diào)頻信號，“－”表示降調(diào)頻信號，／。為ＬＦＭ信號載頻，乂為信號??幅值，火＝５／Ｔ為調(diào)頻斜率，５為ＬＦＭ信號的帶寬，ｒ為ＬＦＭ信號持續(xù)時間。??圖２．２給出了帶寬為１６Ｋ至２２ｋＨｚ的ＬＦＭ信號的頻譜圖與時頻圖：??￥佳■圖?５０—??Ｉ?，?＇?＊?＇?－?５，?＊??。八．??１?（?＼?ｒ…?…??１５??１?的?????■?〇??０?２?４?６?２０?４０?６０?８０??頻率／Ｈ２?ｘ２〇＾?時間／ｍｓ??圖２．２?ＬＦＭ信號頻譜圖與時頻圖??ＬＦＭ信號的模糊函數(shù)具有良好的抗多徑與抗頻偏能力，其模糊函數(shù)可表示為：??＋?（２．３７）??其中Ｔ表示時延，力表示多普勒頻移。??圖２．３給出了?ＬＦＭ信號模糊函數(shù)圖。由圖２．３可知，在經(jīng)歷了嚴重的時延與多??普勒頻移后，ＬＦＭ信號仍具有較好的相關(guān)峰特性。??２１??
其中“＋”表示升調(diào)頻信號，“－”表示降調(diào)頻信號，／。為ＬＦＭ信號載頻，乂為信號??幅值，火＝５／Ｔ為調(diào)頻斜率，５為ＬＦＭ信號的帶寬，ｒ為ＬＦＭ信號持續(xù)時間。??圖２．２給出了帶寬為１６Ｋ至２２ｋＨｚ的ＬＦＭ信號的頻譜圖與時頻圖：??￥佳■圖?５０—??Ｉ?，?＇?＊?＇?－?５，?＊??。八．??１?（?＼?ｒ…?…??１５??１?的?????■?〇??０?２?４?６?２０?４０?６０?８０??頻率／Ｈ２?ｘ２〇＾?時間／ｍｓ??圖２．２?ＬＦＭ信號頻譜圖與時頻圖??ＬＦＭ信號的模糊函數(shù)具有良好的抗多徑與抗頻偏能力，其模糊函數(shù)可表示為：??＋?（２．３７）??其中Ｔ表示時延，力表示多普勒頻移。??圖２．３給出了?ＬＦＭ信號模糊函數(shù)圖。由圖２．３可知，在經(jīng)歷了嚴重的時延與多??普勒頻移后，ＬＦＭ信號仍具有較好的相關(guān)峰特性。??２１??
【參考文獻】：
期刊論文
[1]對稱三角線性調(diào)頻水聲通信信號的同步檢測方法[J]. 袁飛,李文聰,程恩. 聲學學報. 2018(02)
[2]Fractional Fourier domain hopped communication method based on chirp modulation for underwater acoustic channels[J]. Xingbin Tu,Xiaomei Xu,Zheguang Zou,Liangliang Yang,Jianming Wu. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2017(03)
[3]水下目標輻射噪聲中單頻信號分量的檢測：理論分析[J]. 李啟虎,李敏,楊秀庭. 聲學學報(中文版). 2008(03)
博士論文
[1]模型與數(shù)據(jù)結(jié)合的淺海時變水聲信道估計與均衡[D]. 聶星陽.浙江大學 2014
碩士論文
[1]基于雙曲調(diào)頻信號的移動水聲通信技術(shù)研究[D]. 俞俊濤.浙江大學 2017
本文編號：3542399
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