一種水聲通信實驗平臺的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著人類對海洋的開發(fā)利用不斷加快，人們對水下通信的需求也隨之增加。近年來水聲通信因其自身的技術(shù)特點和獨特優(yōu)勢得到快速發(fā)展，但是水聲信道是一個十分復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境，具有嚴重的時變性和頻率選擇性衰落，許多在陸上比較成熟的通信技術(shù)應(yīng)用于水聲環(huán)境時效果也不是很理想。為了保證水聲通信的高速可靠性，現(xiàn)如今大多數(shù)水聲通信系統(tǒng)都是采用數(shù)字通信的方式，并結(jié)合高效的調(diào)制解調(diào)方式、復(fù)雜的信道估計與均衡技術(shù)以及高級的編碼方式等以實現(xiàn)高速、穩(wěn)定、可靠的水聲數(shù)字通信

2、系統(tǒng)。
　　OFDM/OQAM技術(shù)因具有較高的頻譜和功率利用率、可以同時抵抗符號間干擾和載波間干擾、具有很低的帶外輻射以及系統(tǒng)實現(xiàn)簡單的特點被應(yīng)用于水聲通信系統(tǒng)中。為了加快基于OFDM/OQAM水聲通信系統(tǒng)的開發(fā)進度，使之能夠盡快應(yīng)用在實際的水聲環(huán)境中，本文將結(jié)合OFDM/OQAM水聲通信系統(tǒng)設(shè)計一套水聲通信實驗平臺。該實驗平臺具有以下特點:第一，采用現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)作為主控單元，其具有靈活控制外圍電路及高速并行處理數(shù)

3、據(jù)的能力;第二，考慮到今后的水聲通信系統(tǒng)將會朝大數(shù)據(jù)量的方向發(fā)展，所以采用通用串行總線(USB)作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ?第三，在上位機端結(jié)合應(yīng)用程序完成數(shù)據(jù)的處理與控制功能，使實驗平臺具有靈活的控制能力和良好的人機交互性。
　　本文首先簡單介紹了OFDM/OQAM技術(shù)的原理及快速實現(xiàn)方式，并分析了OFDM/OQAM技術(shù)應(yīng)用于水聲環(huán)境的優(yōu)勢。其次通過分析系統(tǒng)需求，設(shè)計并實現(xiàn)了基于FPGA和應(yīng)用程序結(jié)合的水聲通信實驗平臺，對實驗平臺各個模