SIMO水聲通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究與應(yīng)用.pdf

1、隨著人類開發(fā)利用海洋活動(dòng)的日益深入，水聲通信技術(shù)越來越多地被應(yīng)用到海洋環(huán)境考察、資源開發(fā)等領(lǐng)域。在未來的高科技研究領(lǐng)域中，水聲通信技術(shù)已成為研究熱點(diǎn)之一。但由于水聲通信傳輸條件惡劣，存在嚴(yán)重的噪聲背景，并且水下聲信道的帶寬十分有限，再加上復(fù)雜的多徑傳播和時(shí)間、頻率選擇性衰落，導(dǎo)致水聲通信信號(hào)嚴(yán)重畸變。因此如何解決多徑干擾以及信道衰落成為設(shè)計(jì)水聲通信系統(tǒng)時(shí)所面臨的主要問題。
　　SIMO技術(shù)近幾年持續(xù)發(fā)展，各種水聲通信系統(tǒng)中也越來越

2、多地采用SIMO技術(shù)來克服衰落提高系統(tǒng)性能。本論文基于SIMO水聲通信系統(tǒng)，對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)展開研究，提出適用于水聲信道的相位估計(jì)技術(shù)從而保證了接收分集時(shí)的信號(hào)合并增益，將被動(dòng)時(shí)間反轉(zhuǎn)鏡技術(shù)應(yīng)用在SIMO水聲通信系統(tǒng)中重組多徑抑制碼間干擾。采用chirp擴(kuò)頻（ChirpSpreadSpectrum，CSS）技術(shù)調(diào)制信號(hào)，并在廈門大學(xué)實(shí)驗(yàn)水池以及廈門港浯嶼淺海海域進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)結(jié)果表明該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)距離10km、信息傳輸速率400bps的零

3、誤碼傳輸，不僅能提高系統(tǒng)抗衰落的能力，還能使水聲信道的多徑干擾得到抑制，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)可靠性的顯著提高。
　　本文的主要工作概括如下:
　　1、系統(tǒng)地介紹了國內(nèi)外SIMO水聲通信的研究現(xiàn)狀，分析了水聲信道的主要特點(diǎn)及其對(duì)水聲通信性能的影響，簡單介紹了chirp信號(hào)特性及CSS系統(tǒng)。
　　2、搭建基本的SIMO水聲通信系統(tǒng)，研究信道相關(guān)性對(duì)接收分集性能的影響，并對(duì)接收分集技術(shù)中的四種合并方法進(jìn)行性能分析比較并結(jié)合復(fù)雜度考慮，

4、等增益合并是一種算法和復(fù)雜度折衷且性能較好的技術(shù)，使系統(tǒng)在提高抗衰落能力的同時(shí)也更易于實(shí)現(xiàn)。
　　3、針對(duì)實(shí)現(xiàn)信號(hào)等增益合并的前提是要將各路信號(hào)相位校準(zhǔn)，提出基于chirp信號(hào)的數(shù)字相關(guān)法相位估計(jì)技術(shù)。實(shí)驗(yàn)證明該技術(shù)適用低信噪比下的水聲信道且可靠性高，保證了信號(hào)合并增益。
　　4、針對(duì)水聲信道的多徑干擾，深入研究了基于SIMO的被動(dòng)時(shí)間反轉(zhuǎn)鏡技術(shù)的原理。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于SIMO的被動(dòng)時(shí)間反轉(zhuǎn)鏡技術(shù)在水聲信道中能重組多