Chirp擴(kuò)頻水聲通信技術(shù)研究.pdf

1、水聲信道具有十分復(fù)雜的傳輸特性。時(shí)變性、頻變性、空變性是其典型特點(diǎn)。多普勒效應(yīng)和多徑引起的碼間干擾是影響水聲通信性能最主要的兩個(gè)因素。如何在低信噪比條件下提高系統(tǒng)抗多徑干擾和多普勒效應(yīng)的性能是水聲通信必須要解決的問(wèn)題。擴(kuò)頻通信可以很好地解決噪聲和多徑干擾。Chirp信號(hào)是一種隨時(shí)間變化而頻帶展寬的信號(hào)，自身具有較好的擴(kuò)頻性能。而且它是大時(shí)寬帶寬積信號(hào)，信號(hào)增益高，抗多普勒效應(yīng)容限大。由于Chirp信號(hào)自身具有較好的擴(kuò)頻通信的優(yōu)點(diǎn)，所以將

2、其應(yīng)用到水聲擴(kuò)頻通信中進(jìn)行研究。研究了Chirp擴(kuò)頻二進(jìn)制鍵控通信系統(tǒng)的兩種解調(diào)匹配濾波解調(diào)（De-MF）和分?jǐn)?shù)階傅立葉變換解調(diào)（De-FRFT）并比較其性能優(yōu)劣。然后研究了在勻速相對(duì)運(yùn)動(dòng)以及變速相對(duì)運(yùn)動(dòng)多普勒估計(jì)和補(bǔ)償方法。最后分別在時(shí)域和頻域上提出解決多徑干擾的信道估計(jì)均衡算法。將這些算法通過(guò) Matlab仿真和海試試驗(yàn)驗(yàn)證其可行性。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴介紹了開展水聲擴(kuò)頻通信研究的目的和意義，以及國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀。⑵研究

3、了多普勒頻移、碼元同步誤差、相位誤差對(duì)De-MF和De-FRFT的影響。比較兩種解調(diào)方法在噪聲干擾和多徑干擾下的解碼性能。在Chirp擴(kuò)頻二進(jìn)制鍵控通信系統(tǒng)基礎(chǔ)上提出四進(jìn)制擴(kuò)頻通信系統(tǒng)，并比較兩者優(yōu)劣性。仿真結(jié)果表明四進(jìn)制在提升了通信速度的同時(shí)增大了系統(tǒng)的誤碼率。⑶分別在勻速相對(duì)運(yùn)動(dòng)和變速相對(duì)運(yùn)動(dòng)條件下研究了多普勒估計(jì)方法。仿真結(jié)果證明分組數(shù)據(jù)長(zhǎng)度估計(jì)多普勒方法適用于勻速相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但對(duì)變速多普勒估計(jì)不適用。從而提出滑動(dòng)跟蹤多普勒估計(jì)方法