基于滤波器组多载波的水声高速通信技术研究
发布时间：2021-09-22 16:46
水声通信技术是水下数据传输的必备技术,在军事和民用领域起着非常重要的作用,随着科学技术的发展,传统的低速率、低可靠性的通信方式很难满足日益增长的需求,水声通信技术正朝着高速率与高可靠性方向发展。滤波器组多载波（Filter Bank Multicarrier,简称FBMC）技术属于广义频分复用的范畴,它引入性能良好的原型脉冲使系统具有抗符号间干扰（Inter Symbol Interference,简称ISI）和抗子载波间干扰（Inter Carrier Interference,简称ICI）能力强的特点,同时FBMC不需要额外添加循环前缀（Cyclic Prefix,简称CP）,进一步提高了通信速率,频谱效率高。但FBMC也存在一些问题,首先,原型脉冲的引入是以放宽正交条件为代价,FBMC仅在实数域上保持正交,复数域不满足正交,这就意味着调制与解调不能像OFDM那样简单,复杂度有所提高;其次,实数域正交更大的问题是符号间和子载波间会引入固有的虚部干扰,给信道估计和信道均衡带来很大的麻烦。针对上述问题,本文联合水声信道的特点对FBMC系统存在的一些问题展开了研究,提出了相应的解决方法。...
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 研究意义及选题背景
1.3 国内外相关技术现状
1.3.1 FBMC系统及原型脉冲技术研究现状
1.3.2 FBMC鲁棒接收技术研究现状
1.4 本文的主要研究工作和内容安排
第2章 水声通信环境
2.1 引言
2.2 水声信道的物理特性
2.2.1 有限的带宽
2.2.2 多径效应
2.2.3 多普勒效应
2.2.4 海洋环境噪声
2.2.5 时变
2.3 水声信道的时变模型及其扩展特性
2.3.1 水声信道的时变模型
2.3.2 水声信道的扩展与相关性
2.4 本章小节
第3章 FBMC系统设计与性能分析
3.1 引言
3.2 FBMC系统设计与实现
3.2.1 FBMC系统模型
3.2.2 FBMC系统实现方法
3.3 原型脉冲及其TFL特性
3.3.1 TFL特性
3.3.2 几种常用原型脉冲性能及TFL特性分析
3.3.3 基于水声扩展特性的原型脉冲设计
3.4 本章小节
第4章 基于FBMC的鲁棒接收技术研究
4.1 引言
4.2 多普勒估计与补偿技术
4.2.1 多普勒估计
4.2.2 多普勒补偿技术
4.3 基于FBMC的信道估计方法
4.3.1 FBMC信道估计原理
4.3.2 IAM-R信道估计方法
4.3.3 IAM-C信道估计方法
4.3.4 E-IAM-C信道估计方法
4.4 时间反转镜信道均衡
4.5 数值仿真及结果分析
4.5.1 IAM信道估计方法仿真
4.5.2 TRM均衡方法仿真
4.6 本章小节
第5章 基于FBMC的水声通信实验
5.1 引言
5.2 实验系统概述
5.3 实验系统发送端
5.4 实验系统接收端
5.5 本章小节
第6章 总结与展望
6.1 主要研究成果
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢
中文详细摘要
【参考文献】：
期刊论文
[1]水声正交频分复用异步多用户接入方法[J]. 马璐,刘凇佐,乔钢,李雪. 声学学报. 2017(04)
[2]一种多通道混沌调相扩频方式及其在水声通信中的应用[J]. 舒秀军,王海斌,汪俊,杨晓霞. 声学学报. 2017(02)
[3]参量阵差分Pattern时延差编码冰下水声通信方法[J]. 殷敬伟,张晓,朱广平,唐胜雨,孙辉. 声学学报. 2017(01)
[4]基于参量阵正交频分复用编码的水声通信[J]. 赵安邦,程越,周彬,安天思,吕良浩. 吉林大学学报(工学版). 2016(03)
[5]正交频分复用无源时间反转信道均衡方法研究[J]. 尹艳玲,乔钢,刘凇佐. 声学学报. 2015(03)
[6]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)
[7]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)
[8]循环移位扩频水声通信[J]. 何成兵,黄建国,韩晶,张群飞. 物理学报. 2009(12)
博士论文
[1]基于OFDM的浅海高速水声通信关键技术研究[D]. 徐小卡.哈尔滨工程大学 2009
[2]多途信道中Pattern时延差编码水声通信研究[D]. 殷敬伟.哈尔滨工程大学 2007
本文编号：3404066
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 研究意义及选题背景
1.3 国内外相关技术现状
1.3.1 FBMC系统及原型脉冲技术研究现状
1.3.2 FBMC鲁棒接收技术研究现状
1.4 本文的主要研究工作和内容安排
第2章 水声通信环境
2.1 引言
2.2 水声信道的物理特性
2.2.1 有限的带宽
2.2.2 多径效应
2.2.3 多普勒效应
2.2.4 海洋环境噪声
2.2.5 时变
2.3 水声信道的时变模型及其扩展特性
2.3.1 水声信道的时变模型
2.3.2 水声信道的扩展与相关性
2.4 本章小节
第3章 FBMC系统设计与性能分析
3.1 引言
3.2 FBMC系统设计与实现
3.2.1 FBMC系统模型
3.2.2 FBMC系统实现方法
3.3 原型脉冲及其TFL特性
3.3.1 TFL特性
3.3.2 几种常用原型脉冲性能及TFL特性分析
3.3.3 基于水声扩展特性的原型脉冲设计
3.4 本章小节
第4章 基于FBMC的鲁棒接收技术研究
4.1 引言
4.2 多普勒估计与补偿技术
4.2.1 多普勒估计
4.2.2 多普勒补偿技术
4.3 基于FBMC的信道估计方法
4.3.1 FBMC信道估计原理
4.3.2 IAM-R信道估计方法
4.3.3 IAM-C信道估计方法
4.3.4 E-IAM-C信道估计方法
4.4 时间反转镜信道均衡
4.5 数值仿真及结果分析
4.5.1 IAM信道估计方法仿真
4.5.2 TRM均衡方法仿真
4.6 本章小节
第5章 基于FBMC的水声通信实验
5.1 引言
5.2 实验系统概述
5.3 实验系统发送端
5.4 实验系统接收端
5.5 本章小节
第6章 总结与展望
6.1 主要研究成果
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢
中文详细摘要
【参考文献】：
期刊论文
[1]水声正交频分复用异步多用户接入方法[J]. 马璐,刘凇佐,乔钢,李雪. 声学学报. 2017(04)
[2]一种多通道混沌调相扩频方式及其在水声通信中的应用[J]. 舒秀军,王海斌,汪俊,杨晓霞. 声学学报. 2017(02)
[3]参量阵差分Pattern时延差编码冰下水声通信方法[J]. 殷敬伟,张晓,朱广平,唐胜雨,孙辉. 声学学报. 2017(01)
[4]基于参量阵正交频分复用编码的水声通信[J]. 赵安邦,程越,周彬,安天思,吕良浩. 吉林大学学报(工学版). 2016(03)
[5]正交频分复用无源时间反转信道均衡方法研究[J]. 尹艳玲,乔钢,刘凇佐. 声学学报. 2015(03)
[6]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)
[7]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)
[8]循环移位扩频水声通信[J]. 何成兵,黄建国,韩晶,张群飞. 物理学报. 2009(12)
博士论文
[1]基于OFDM的浅海高速水声通信关键技术研究[D]. 徐小卡.哈尔滨工程大学 2009
[2]多途信道中Pattern时延差编码水声通信研究[D]. 殷敬伟.哈尔滨工程大学 2007
本文编号：3404066
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