水声相干通信与自适应均衡技术研究(可复制论文).pdf

摘要水声通信是发展迅速的研究领域。曾经只应用于军事领域的水声通信,目前已扩展到商用领域,像离岸石油工业的远程控制,环境系统的污染监控,种种语音通讯等,人们对于水下无线通信的需求越来越多了。由于水声信道的时变空变性和多途传播,因此水声信号的衰落很严重。为了在带宽十分有限的水下声信道中实现高速通信,应该使用带宽利用率高的相干方式进行调制,并使用自适应均衡等技术抵消符号间干扰,补偿相位本文的主要内容是相位相干水声通信关键技术的研究,所做的工作包括韵喔赏ㄐ诺淖允视饧际踅醒芯俊7抡姹冉狭艘恍┳允视λ惴法、梯度自适应格型惴ǎ莨樽钚《烁裥惴ā韵喔赏ㄐ诺脑夭ɑ指捶椒ń醒芯俊2捎迷谧允视馄髦星度胧字锁相环的方法对信号相位进行调整,可以提高水声相干通信系统的性能。并对锁相环的更新算法进行研究。嗥绽赵ご淼难芯俊5彼ㄐ攀辗⑺ǚ酱嬖谙喽栽硕苯ú重的多普勒频移,必须进行多普勒频移的估计与补偿,使剩余的多普勒频移在自适应均衡器可以处理的范围内。采用块估计和线性内插的方法是可行的。厥匝楹秃匝橹に惴ǖ男阅埽氐憧疾旄裥团芯龇蠢【馄髟谒声通信中的性能,试验中误码率一般达。救崭赏ㄐ畔低车氖凳笔迪帧畸变。如下几方面:在均衡应用中的性能,如最小均方惴ā⒌莨樽钚《算文章对相位相干水声通信进行了深入的研究。关键词:水声通信;相干解调;自适应均衡;格型算法哈尔滨工程大学硕士学位论文
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学位论文原创性声明拯趱哈尔滨工程大学期:汐年≥月”日本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献等的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者┳:日
第滦髀论文的背景和意义近年来,随着人类开发海洋步伐的加快,人们对水下声通信的兴趣越来越浓厚,声波作为水下信道传播性能最佳的能量形式,已经广泛应用于测量、远程控制、语音和图像传输等领域。年以前国际上建立了联合国大陆架界限委员会,该委员会认为要用五种设备测量才能认可为划界提供的图件和资料,其中三种设备是采用声纳系统。由此可见海洋中声学技术的重要性尽管深海垂直信道可以很好地实现点对点的通信,但是由于时变多途和非高斯噪声的影响,浅海水平信道的有效通信并没有实现。我国有丰富的海洋资源,无论在民用上还是出于军事战争考虑,浅海水声通信都有十分重要的意义。我国的水声研究起步较晚,从总体上讲,我还远落后于。目前还没有一种商用水声通信产品能同时满足人们对传输距离、传输速率、可靠性的要求。本文的研究就是针对浅海水声通信展开。水声通信主要借鉴无线电通信的技术,它们有很多相似之处,但又不能完全照搬,这是因为水声信道有自身的特殊性。水声信道是快速时变的信道,同时伴随着多普勒不稳定性。水声通信的衰耗大,引起衰耗的因素较多,特别是在海水中传播,声传播损失不仅与传播频率有关,还受到海水含盐度、温度、密度、深度、距离等因素的影响,造成声线的弯曲,而声波的界面反射和随机散射又引起声波接收信号的多途效应。在实现高速通信时,有限的信道带宽和多途接收会引起非常严重的码间干扰,造成接收数据严重的误码。即使是同一声源,在不同季节、不同地区,传播情况可能都不相同,因此在水下实现高速通信非常困难。针对水声信道的特殊性,人们研究出各种技术来满足人们对水声通信系统性能的要求。早期的通信系统多是非相干的,由于它的传输速率低,而且带宽利用率不高,所以人们的注意力开始转向相干通信系统,相干通信中克服码间干扰的主要方法是自适应均衡技术,利用自适应均衡技术来实现可靠的数据传输已成为现代水声通信系统的特征之一。哈尔滨工程大学硕士学位论文
姐恢挥性诩甘椎亩叹嗬胪ㄐ畔低巢拍芑竦蒙习賙的可用带宽。水声信道的特殊性水声信道表现为可用带宽有限、多途传播、时变空变等特性。水声通信信道的可用带宽受到传输损失的严重限制,并随着频率和距离的增加而减小。例如,在几万米的长距离通信系统内,可用水声信道带宽只有几辉诩盖椎闹械染嗬胪ㄐ畔低衬冢捎盟诺来碇挥屑甘在这样有限的带宽内,发射机和接收杌的位置成为影响信号多途传输的重要因素,并且信号的特性是随时间改变的。水声传输信道可以设计为垂直信道和水平信道。垂直信道表现出很少的多途效应,而水平信道却表现了很大的多途扩展。在中长距离信道最显著的就是多途传播导致的水声信号的严重衰落。毫无疑问抵抗水下多途