基于多径提取的水声前导信号检测方法设计
发布时间：2021-03-25 08:52
前导信号检测是水声通信中一个重要环节。前导信号检测是为了触发接收机从待机模式转换到工作模式。相比陆地,水下环境复杂多变。水下多径丰富,多普勒较大,信道时变剧烈,都会对前导信号的检测产生影响。对于前导信号波形,目前常用的波形是线性调频信号（linear frequency modulation signal,LFM）和双曲调频信号（hyperbolic frequency modulation signal,HFM）,HFM信号模糊度三维图基面的起伏波纹更少,更陡峭,模糊度二维图显示的主瓣宽度更小,因此,HFM信号距离速度分辨性能更好,抗干扰的能力更强,并且HFM信号具有多普勒不敏感的特性,因此适合作为水声前导信号,本课题是在HFM信号的基础上设计的检测方法。对前导信号降采样处理,可以降低前导信号检测时接收机在待机模式下的存储。传统的前导信号检测方法有匹配滤波器（matched filter,MF）,归一化匹配滤波器（normalized matched filter,NMF）,累积和检验方法（page test,PT）等,这些方法在高斯白噪声下检测性能很好,但是在多径丰富和各种干扰的环...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
LFM和HFM信号的时频图
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文通常情况下，多普勒对信号会造成频率和时延的影响，导致信号波形变化；时延对信号的影响就只是信号接收的延迟，波形保持不变。多普勒不敏感的特性能够使 HFM 信号因多普勒造成的影响转换成时延对信号的影响。a) LFM 信号的模糊度三维图 b) HFM 信号的模糊度三维图
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 MF 1MF 0y n V Hy n V H 如果 判断为如果 判断为—未检测到前导信号；—检测到前导信号。构简单，在高斯环境下具有最佳的检测性能。但是在境中，性能会下降。在信噪比未知的情况下，MF 会HFM 信号作为前导信号，采用 MF 作为检测方法，图 波形，可以看到中间的脉冲幅值很高，说明 HFM 信，良好的距离分辨能力。
【参考文献】：
期刊论文
[1]美国水下信息系统发展现状分析[J]. 高琳,张永峰. 科技创新与应用. 2018(19)
[2]采用相干OFDM技术的水声调制解调器的设计与实现[J]. 海丽萍,王宏云. 通信电源技术. 2018(02)
[3]基于二次判决的差分匹配滤波器时间戳估计[J]. 宫峰勋,张万红,马艳秋. 中国民航大学学报. 2018(01)
[4]基于混沌正交组合序列的M元码分多址水声通信[J]. 吕曜辉,杜鹏宇,张宏滔,朱小辉. 声学技术. 2018(01)
[5]水声信道抗多径效应技术研究[J]. 蔡晓冬,宗振,刘玉良. 宁波大学学报(理工版). 2018(01)
[6]非相干水声通信中的联合软判决译码算法[J]. 韦佳利,鄢社锋,徐立军,秦晔,袁竹清. 网络新媒体技术. 2017(06)
[7]基于能量检测的增强型自适应门限优化算法[J]. 孙牧歌,孙学宏,张旋,席国法. 信息通信. 2017(10)
[8]LFM信号瞬时频率估计的改进N阶相位差分法[J]. 李岳峰,王国宏,张翔宇,杨忠. 电光与控制. 2018(01)
[9]Bidirectional turbo equalization for underwater acoustic communications[J]. XI Junyi,YAN Shefeng,XU Lijun,TIAN Jing. Chinese Journal of Acoustics. 2016(04)
[10]一种新的变步长LMS自适应滤波算法研究及其应用[J]. 张红梅,韩万刚. 仪器仪表学报. 2015(08)
博士论文
[1]多模式自适应水下无线通信网络关键技术研究[D]. 丛艳平.中国海洋大学 2011
硕士论文
[1]OFDM通信系统中的多普勒分集接收技术研究[D]. 陈雪艳.沈阳理工大学 2012
[2]高速水声通信中OFDM的编码、调制技术与应用研究[D]. 苏军.哈尔滨工程大学 2008
本文编号：3099417
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
LFM和HFM信号的时频图
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文通常情况下，多普勒对信号会造成频率和时延的影响，导致信号波形变化；时延对信号的影响就只是信号接收的延迟，波形保持不变。多普勒不敏感的特性能够使 HFM 信号因多普勒造成的影响转换成时延对信号的影响。a) LFM 信号的模糊度三维图 b) HFM 信号的模糊度三维图
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 MF 1MF 0y n V Hy n V H 如果 判断为如果 判断为—未检测到前导信号；—检测到前导信号。构简单，在高斯环境下具有最佳的检测性能。但是在境中，性能会下降。在信噪比未知的情况下，MF 会HFM 信号作为前导信号，采用 MF 作为检测方法，图 波形，可以看到中间的脉冲幅值很高，说明 HFM 信，良好的距离分辨能力。
【参考文献】：
期刊论文
[1]美国水下信息系统发展现状分析[J]. 高琳,张永峰. 科技创新与应用. 2018(19)
[2]采用相干OFDM技术的水声调制解调器的设计与实现[J]. 海丽萍,王宏云. 通信电源技术. 2018(02)
[3]基于二次判决的差分匹配滤波器时间戳估计[J]. 宫峰勋,张万红,马艳秋. 中国民航大学学报. 2018(01)
[4]基于混沌正交组合序列的M元码分多址水声通信[J]. 吕曜辉,杜鹏宇,张宏滔,朱小辉. 声学技术. 2018(01)
[5]水声信道抗多径效应技术研究[J]. 蔡晓冬,宗振,刘玉良. 宁波大学学报(理工版). 2018(01)
[6]非相干水声通信中的联合软判决译码算法[J]. 韦佳利,鄢社锋,徐立军,秦晔,袁竹清. 网络新媒体技术. 2017(06)
[7]基于能量检测的增强型自适应门限优化算法[J]. 孙牧歌,孙学宏,张旋,席国法. 信息通信. 2017(10)
[8]LFM信号瞬时频率估计的改进N阶相位差分法[J]. 李岳峰,王国宏,张翔宇,杨忠. 电光与控制. 2018(01)
[9]Bidirectional turbo equalization for underwater acoustic communications[J]. XI Junyi,YAN Shefeng,XU Lijun,TIAN Jing. Chinese Journal of Acoustics. 2016(04)
[10]一种新的变步长LMS自适应滤波算法研究及其应用[J]. 张红梅,韩万刚. 仪器仪表学报. 2015(08)
博士论文
[1]多模式自适应水下无线通信网络关键技术研究[D]. 丛艳平.中国海洋大学 2011
硕士论文
[1]OFDM通信系统中的多普勒分集接收技术研究[D]. 陈雪艳.沈阳理工大学 2012
[2]高速水声通信中OFDM的编码、调制技术与应用研究[D]. 苏军.哈尔滨工程大学 2008
本文编号：3099417
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