水聲遠程通信的聯(lián)合頻率相位調(diào)制技術研究.pdf

1、在中遠程海洋水聲信道中，可用帶寬窄、多途干擾強、信號起伏衰落嚴重等因素成為水聲信息高速可靠傳輸?shù)闹饕系K，因此如何在遠程水聲信道中高速率準確地傳輸數(shù)據(jù)，成為水聲通信技術一個難點。聯(lián)合頻率相位調(diào)制(JFPM)同時利用頻率信息及相位信息，具有較高的頻帶利用率和功率效率。本文通過深入研究JFPM調(diào)制理論，提出了一種適用于遠程水聲通信的自差分聯(lián)合頻率相位調(diào)制(SD-JFPM)方法，并進行了湖上實驗驗證。結果表明該方法原理正確，有效可行，具有帶寬

2、利用率高，通信距離遠，抗多徑干擾強的優(yōu)點，可以滿足遠程高速水聲通信的要求。 論文的主要工作和研究成果包括以下幾個方面： 1.在深入研究聯(lián)合頻率相位調(diào)制(JFPM)技術基本理論的基礎上，提出了一種基于自差分的聯(lián)合頻率相位調(diào)制(SD-JFPM)方法。研究結果表明：在衰落信道中，SD-JFPM比JFPM方法具有更強的抗多徑性能，因此更適用于遠程水聲通信。 2.針對SD-JFPM調(diào)制，提出了基于頻譜結構的相位信息解調(diào)方法

3、。該方法利用信號能量進行調(diào)制相位估計，因此對同步誤差、多普勒效應及多徑影響并不敏感。研究結果表明：當信噪比SNR=0dB、同步誤差為碼元長度的1/10、多普勒因子為0.0022時，該方法仍能正確解調(diào)相位信息。 3.針對SD-JFPM調(diào)制，提出基于相位補償?shù)念l率解調(diào)方法。該方法首先利用調(diào)制相位估計值對各個碼元進行相位補償，然后再使用頻率估計方法進行頻率信息的解調(diào)。試驗結果表明，在通信距離為25km時，由于使用了相位補償措施，頻率信

4、息解調(diào)的誤比特率(糾錯前)可由原來的4.1﹪降低到0.65﹪以下。 4.為了保證SD-JFPM系統(tǒng)有較高的同步精度，提出了一種多段組合線性調(diào)頻同步頭信號(MLFM)。研究結果表明：當多普勒因子δ=0.001時，線性調(diào)頻信號(LFM)的同步誤差為7.9毫秒，而MLFM信號的同步誤差僅為3.0毫秒，同步精度提高一倍以上。 5.利用已建立的水聲通信系統(tǒng)，對基于自差分聯(lián)合頻率相位調(diào)制(SD-JFPM)方法進行了湖上實驗驗證。實驗