移动水声FH-FSK通信技术研究
发布时间：2022-07-15 18:16
近年来,以AUV为代表的水下移动平台发展迅速。在水下,移动平台需要与水面的母船进行信息交互,但是由于水下环境的复杂性以及自身的运动引发的多普勒效应会对通信的性能造成影响。因此,基于水下移动平台实现稳健可靠通信具有很大的研究意义。香农定理表明,当信息传输速率一定时,通过增加系统带宽,能确保信号在较低信噪比下以较低的信息差错概率传输。因此可以采用扩展频谱的方式实现信息稳定传输。跳频通信作为扩频通信的一种,常与FSK调制相结合形成FH-FSK通信方式,使信息比特按照特定的跳变规则在信道内传播。以频率跳变的方式扩展频谱从而提高系统的抗干扰能力,能够在复杂信道下实现远距离、可靠通信。本论文研究移动FH-FSK通信,针对水声信道的特点实现稳定可靠通信。论文主要包含以下内容:1.研究FH-FSK通信建模与仿真的相关理论。以FH-FSK通信的数学模型和通信模型为基础,对FH-FSK通信流程进行了简要分析。之后对跳频图案的三种生成方法进行仿真和分析。然后对通信中调制解调方法进行研究。最后,对FH-FSK通信进行参数仿真和通信性能分析。2.研究FH-FSK通信中的信道编码技术。采用LDPC码和极化码对通信...
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究意义
1.2 水声通信技术研究现状
1.3 跳频通信技术研究现状
1.4 本文研究的主要内容和结构
第2章 FH-FSK水声通信基本原理
2.1 FH-FSK水声通信介绍
2.1.1 通信模型
2.1.2 信号模型
2.2 FH-FSK通信仿真
2.2.1 跳频图案生成
2.2.2 FSK调制解调原理
2.3 FH-FSK通信信道建模与仿真
2.3.1 主要性能参数
2.3.2 模型仿真
2.4 本章小结
第3章 FH-FSK通信信道编码技术
3.1 LDPC码信道编码方法
3.1.1 LDPC码的基本原理
3.1.2 LDPC码的编译码算法
3.2 极化码信道编码方法
3.2.1 信道极化的基本原理
3.2.2 极化码的编码方法
3.2.3 极化码的译码方法
3.3 仿真与试验数据分析
3.3.1 LDPC编码的FH-FSK通信性能分析
3.3.2 极化码编码的FH-FSK通信性能分析
3.3.3 试验数据分析
3.4 本章小结
第4章 移动FH-FSK通信多普勒估计技术
4.1 多普勒效应原理及分析
4.2 FH-FSK通信唤醒信号检测技术
4.2.1 Notch滤波器
4.2.2 检测性能分析
4.2.3 多普勒效应下性能分析
4.3 FH-FSK通信同步技术
4.3.1 同步基本原理
4.3.2 信号帧的同步检测
4.3.3 信号帧同步方法性能分析
4.3.4 多普勒效应下性能分析
4.4 多普勒效应对解调影响分析
4.5 基于码片的多普勒估计技术
4.5.1 多普勒估计方法
4.5.2 多普勒估计算法改进
4.6 移动FH-FSK通信性能分析
4.6.1 系统仿真分析
4.6.2 试验数据分析
4.7 本章小结
第5章 可视化软件平台搭建
5.1 软件开发平台介绍
5.2 整体框架介绍
5.3 主要模块介绍
5.3.1 参数设置模块
5.3.2 发送端模块
5.3.3 接收端模块
5.3.4 波形显示模块
5.4 水池试验
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]LDPC码在基于FH-FSK的AUV水声通信系统中的应用[J]. 陈允锋,董继刚. 传感器与微系统. 2015(12)
[2]AUV水声跳频通信调制解调器的设计与实现[J]. 范巍巍,张殿伦,董继刚,张友文. 哈尔滨工程大学学报. 2014(12)
[3]水声通信技术综述[J]. 贾宁,黄建纯. 物理. 2014(10)
[4]载人潜水器“蛟龙”号的水声通信信号处理[J]. 朱维庆,朱敏,武岩波,杨波,徐立军,傅翔,潘锋. 声学学报. 2012(06)
[5]水声通信技术研究进展[J]. 程恩,袁飞,苏为,高春仙,曾文俊,孙海信,胡晓毅. 厦门大学学报(自然科学版). 2011(02)
[6]水声通信与水声网络的发展与应用[J]. 许肖梅. 声学技术. 2009(06)
[7]一种稳健的水声差分跳频通信体制[J]. 刘友永,梁国龙,张光普,殷敬伟. 压电与声光. 2009(03)
[8]水下数字语音通信系统的研究和实现[J]. 郭中源,陈岩,贾宁,郭杰,陈庚,莫福源,马力. 声学学报(中文版). 2008(05)
[9]点对点移动水声通信技术研究[J]. 殷敬伟,惠俊英,郭龙祥. 物理学报. 2008(03)
[10]多通道自适应陷波滤波器组设计及性能分析[J]. 付进,梁国龙. 哈尔滨工程大学学报. 2007(09)
博士论文
[1]极化码的译码算法研究及其应用[D]. 张亮.浙江大学 2016
[2]极化编码理论与实用方案研究[D]. 陈凯.北京邮电大学 2014
硕士论文
[1]多用户水声FH-MFSK通信技术理论与实现研究[D]. 李波.哈尔滨工程大学 2015
[2]基于FH-CDMA的水声网络通信系统中信号同步与检测研究[D]. 庄子明.厦门大学 2009
本文编号：3662591
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究意义
1.2 水声通信技术研究现状
1.3 跳频通信技术研究现状
1.4 本文研究的主要内容和结构
第2章 FH-FSK水声通信基本原理
2.1 FH-FSK水声通信介绍
2.1.1 通信模型
2.1.2 信号模型
2.2 FH-FSK通信仿真
2.2.1 跳频图案生成
2.2.2 FSK调制解调原理
2.3 FH-FSK通信信道建模与仿真
2.3.1 主要性能参数
2.3.2 模型仿真
2.4 本章小结
第3章 FH-FSK通信信道编码技术
3.1 LDPC码信道编码方法
3.1.1 LDPC码的基本原理
3.1.2 LDPC码的编译码算法
3.2 极化码信道编码方法
3.2.1 信道极化的基本原理
3.2.2 极化码的编码方法
3.2.3 极化码的译码方法
3.3 仿真与试验数据分析
3.3.1 LDPC编码的FH-FSK通信性能分析
3.3.2 极化码编码的FH-FSK通信性能分析
3.3.3 试验数据分析
3.4 本章小结
第4章 移动FH-FSK通信多普勒估计技术
4.1 多普勒效应原理及分析
4.2 FH-FSK通信唤醒信号检测技术
4.2.1 Notch滤波器
4.2.2 检测性能分析
4.2.3 多普勒效应下性能分析
4.3 FH-FSK通信同步技术
4.3.1 同步基本原理
4.3.2 信号帧的同步检测
4.3.3 信号帧同步方法性能分析
4.3.4 多普勒效应下性能分析
4.4 多普勒效应对解调影响分析
4.5 基于码片的多普勒估计技术
4.5.1 多普勒估计方法
4.5.2 多普勒估计算法改进
4.6 移动FH-FSK通信性能分析
4.6.1 系统仿真分析
4.6.2 试验数据分析
4.7 本章小结
第5章 可视化软件平台搭建
5.1 软件开发平台介绍
5.2 整体框架介绍
5.3 主要模块介绍
5.3.1 参数设置模块
5.3.2 发送端模块
5.3.3 接收端模块
5.3.4 波形显示模块
5.4 水池试验
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]LDPC码在基于FH-FSK的AUV水声通信系统中的应用[J]. 陈允锋,董继刚. 传感器与微系统. 2015(12)
[2]AUV水声跳频通信调制解调器的设计与实现[J]. 范巍巍,张殿伦,董继刚,张友文. 哈尔滨工程大学学报. 2014(12)
[3]水声通信技术综述[J]. 贾宁,黄建纯. 物理. 2014(10)
[4]载人潜水器“蛟龙”号的水声通信信号处理[J]. 朱维庆,朱敏,武岩波,杨波,徐立军,傅翔,潘锋. 声学学报. 2012(06)
[5]水声通信技术研究进展[J]. 程恩,袁飞,苏为,高春仙,曾文俊,孙海信,胡晓毅. 厦门大学学报(自然科学版). 2011(02)
[6]水声通信与水声网络的发展与应用[J]. 许肖梅. 声学技术. 2009(06)
[7]一种稳健的水声差分跳频通信体制[J]. 刘友永,梁国龙,张光普,殷敬伟. 压电与声光. 2009(03)
[8]水下数字语音通信系统的研究和实现[J]. 郭中源,陈岩,贾宁,郭杰,陈庚,莫福源,马力. 声学学报(中文版). 2008(05)
[9]点对点移动水声通信技术研究[J]. 殷敬伟,惠俊英,郭龙祥. 物理学报. 2008(03)
[10]多通道自适应陷波滤波器组设计及性能分析[J]. 付进,梁国龙. 哈尔滨工程大学学报. 2007(09)
博士论文
[1]极化码的译码算法研究及其应用[D]. 张亮.浙江大学 2016
[2]极化编码理论与实用方案研究[D]. 陈凯.北京邮电大学 2014
硕士论文
[1]多用户水声FH-MFSK通信技术理论与实现研究[D]. 李波.哈尔滨工程大学 2015
[2]基于FH-CDMA的水声网络通信系统中信号同步与检测研究[D]. 庄子明.厦门大学 2009
本文编号：3662591
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