線性調(diào)頻信號水聲調(diào)制技術(shù)的研究.pdf

1、水聲信道是一種多徑效應(yīng)強(qiáng)、傳輸延遲高、多普勒效應(yīng)明顯，頻率選擇性衰落和時間選擇性衰落嚴(yán)重的信道。由于水聲信道可用的帶寬有限，所以通信速率較低，此外，聲波在水的介質(zhì)中傳輸速率只有1500m/s，即便收發(fā)兩端發(fā)生較小的相對運(yùn)動也能導(dǎo)致比無線信道更加嚴(yán)重的多普勒效應(yīng)。
　　按照信息的傳輸速率，可將水聲通信的類型分為高速通信和低速通信，而按照工作頻段分，可將分為高頻、中頻以及低頻通信。高速通信主要應(yīng)用在近距離的場景，工作頻率主要在高頻段，

2、一般在幾十KHz-幾百KHz不等，主要采用的是多載波技術(shù)，例如OFDM等。低速通信主要應(yīng)用在遠(yuǎn)距離場景，工作頻率主要在低頻段，幾百赫茲到幾千赫茲，主要采用的是脈沖位置調(diào)制、擴(kuò)頻，以及頻移鍵控等等。
　　擴(kuò)頻技術(shù)主要采用的是DSSS，可在低信噪比的環(huán)境下較好的通信，但通信速率較低。針對DSSS調(diào)制方式通信速率較低的問題，國內(nèi)外一些學(xué)者提出了M元混沌擴(kuò)頻通信方式，提高了DSSS系統(tǒng)的通信速率，但系統(tǒng)較為復(fù)雜，抗多普勒效應(yīng)較差。相關(guān)學(xué)者

3、也提出了基于Chirp信號的Fractional FourierTransform(FRFT)的擴(kuò)頻方式，但計算量較大。本文提出了一種新型的通信方式Chirp-Cyclic Shift Keying(Chirp-CSK)，利用Chirp信號的本身循環(huán)移位特性進(jìn)行調(diào)制，通過Chirp信號的分片時長攜帶比特信息，接收端利用匹配濾波進(jìn)行解調(diào)，單載波的情況下頻帶利用率可達(dá)0.5bps/Hz，在實際的低信噪比海洋環(huán)境下具有較高的魯棒性，誤比特率達(dá)

4、10-3級。
　　論文的主要工作點(diǎn)如下:
　　(1)介紹了水聲信道下擴(kuò)頻技術(shù)的相關(guān)原理，并分析了常見的水聲擴(kuò)頻技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)以及缺陷。
　　(2)根據(jù)水聲信道特性，設(shè)計出一套水聲通信的幀格式方案、信道估計及時間反轉(zhuǎn)鏡處理等，并在海洋環(huán)境下獲得驗證。
　　(3)分析了海洋的背景噪聲、多徑效應(yīng)以及強(qiáng)多普勒效應(yīng)下對Chirp信號的檢測造成的影響。根據(jù)Chirp信號以及水聲信道的傳輸特性，設(shè)計出一套Chirp-FRFT通信方