基于雙曲調頻的水聲通信系統(tǒng)研究與實現(xiàn).pdf

1、淺海水聲信道是一個十分復雜的無線通信信道，特性參數隨著時-空-頻的變化而隨機變化，有著窄帶寬、高噪聲、強多徑干擾、長傳輸時延、大隨機起伏以及多普勒頻移等特征，使得淺海水聲通信系統(tǒng)在有效性和可靠性等通信性能的提高上面臨著巨大的挑戰(zhàn)。因此有必要尋求一種在低信噪比、多徑衰落以及存在多普勒頻移情況下，仍可保證一定信息傳輸速率的可靠通信技術。
　　本文研究了一種適用于水聲通信的HFMBOK調制技術，HFMBOK具有優(yōu)異的抗噪聲、抗多徑和抗多

2、普勒頻移特性。在保證系統(tǒng)可靠性的同時，本文著重研究和仿真了4種能夠有效提升HFMBOK通信速率的解決方法，包括基于頻帶劃分的多進制BOK調制技術，加入相移鍵控的QBOK調制技術，加入調頻率鍵控的多進制HFM-Rate鍵控調制技術，以及采用不同制式級聯(lián)的MFSK-MBOK調制技術。在上述理論仿真的基礎上，采用CVI設計并實現(xiàn)了HFMBOK及提升其速率的各類調制系統(tǒng)。最后對通信系統(tǒng)進行抗噪測試和水池多徑實驗，驗證所設計的通信系統(tǒng)在低信噪比和

3、強多徑條件下能夠實現(xiàn)穩(wěn)健的水下信息傳輸。
　　論文的主要工作如下:
　　1、系統(tǒng)介紹了水聲通信的Chirp擴頻調制系統(tǒng)的原理和特點，闡述和分析了ChirpBOK調制體制的優(yōu)勢和缺陷。
　　2、分析和仿真了水聲信道的背景噪聲、多徑效應和多普勒頻移對HFM信號和Chirp信號的影響，證明HFM信號有和Chirp信號類似的抗噪聲、抗多徑特性，以及更好的抗多普勒特性，并以此為基礎提出了基于HFM信號的擴頻調制系統(tǒng)HFMBOK。