基于FPGA的水聲通訊編碼技術(shù)研究.pdf

1、海洋是人類(lèi)生存活動(dòng)十分重要的領(lǐng)域，隨著人類(lèi)文明的進(jìn)一步發(fā)展，人類(lèi)對(duì)資源的消費(fèi)急劇增長(zhǎng)，要維持人類(lèi)的進(jìn)一步發(fā)展，就必須了解、開(kāi)發(fā)和利用海洋資源。
　　 水聲通信技術(shù)是海洋開(kāi)發(fā)領(lǐng)域中一個(gè)極具挑戰(zhàn)性的研究課題。由于水聲信道是一個(gè)十分復(fù)雜的時(shí)變、空變、頻變參隨機(jī)多徑傳輸?shù)男诺溃宜沫h(huán)境噪聲高、帶寬窄、可適用的載波頻率低以及傳輸?shù)臅r(shí)延大等諸多不利因素，加劇了抗多徑干擾的困難。實(shí)現(xiàn)誤碼率低，數(shù)據(jù)率高的水聲通信仍是很困難的技術(shù)，由此水聲通

2、信技術(shù)也成為當(dāng)今最為復(fù)雜的通信技術(shù)之一。
　　 本文針對(duì)一套用于AUV（Autonomous Underwater Vehicle）自救系統(tǒng)的水聲應(yīng)答器，介紹了現(xiàn)水聲應(yīng)答器的系統(tǒng)組成、信號(hào)構(gòu)成及工作過(guò)程，著重分析了編碼的硬件電路和編碼原理，提出了基于大規(guī)模邏輯器件FPGA（Field-Programmable GateArray）的軟件化分頻及編碼方案。在QuartusⅡ開(kāi)發(fā)環(huán)境下，采用VerilogHDL(Hardware-D

3、escription-Language)語(yǔ)言及參數(shù)化的程序設(shè)計(jì)方法，在FPGA 上實(shí)現(xiàn)了這種軟件式的分頻和頻率編碼，與原本數(shù)字電路的實(shí)現(xiàn)方式比較，提高了現(xiàn)水聲應(yīng)答器的可靠性和集成度，降低了功耗，同時(shí)使系統(tǒng)的可擴(kuò)展性等到了增強(qiáng)。
　　 運(yùn)用開(kāi)發(fā)軟件對(duì)編碼程序進(jìn)行了仿真，在開(kāi)發(fā)板上進(jìn)行了分頻及編碼的試驗(yàn)，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。設(shè)計(jì)了基于FPGA的編碼電路原理圖，為制作電路板打下基礎(chǔ)。
　　 可以預(yù)見(jiàn)，水聲通信技術(shù)的成熟化將促使我