水声通信中低计算复杂度的信号检测与同步技术研究

发布时间：2021-12-18 12:31

　　水声通信是海洋资源勘探开发的重要组成部分,具有广阔的应用前景。对长时间水下工作的通信节点来说,信号到达检测与同步是实现可靠水声通信的关键技术。水声通信具有多径效应严重、多普勒效应难以忽略、接收端信噪比低、带宽严重受限等特点。因此,研究水声通信中可靠的信号到达检测与同步技术具有重要的研究意义与应用价值。针对水声通信节点计算能力受限的问题,论文首先提出一种基于多音（Multi-Tone,MT）信号的双滑动窗口能量商信号到达检测算法,该算法结合了能量检测算法实现简单与频率检测算法可靠性较高的优点,通过双滑动窗口能量商检测与频率检测确认两步,实现了较低计算复杂度下可靠的信号到达检测。针对中远距离通信条件下传统自相关检测算法多普勒适应性较差的问题,论文提出了一种改进的基于重复M序列的自相关信号检测算法,通过将传统自相关算法中的块重复结构优化为符号重复结构,改进的自相关检测算法在低信噪比环境下仍具有可靠的检测性能,且具有一定的多普勒容忍性。考虑节点移动导致的多普勒效应问题,针对现有多普勒因子与定时同步联合估计算法前导码偏长的不足,论文提出了一种基于双曲调频（Hyperbolic Frequency... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：102 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２论文整体框架??

其中“＋”表示升调频信号，“－”表示降调频信号，／。为ＬＦＭ信号载频，乂为信号??幅值，火＝５／Ｔ为调频斜率，５为ＬＦＭ信号的带宽，ｒ为ＬＦＭ信号持续时间。??图２．２给出了带宽为１６Ｋ至２２ｋＨｚ的ＬＦＭ信号的频谱图与时频图：??￥佳■图?５０—??Ｉ?，?＇?＊?＇?－?５，?＊??。八．??１?（?＼?ｒ…?…??１５??１?的?????■?〇??０?２?４?６?２０?４０?６０?８０??频率／Ｈ２?ｘ２〇＾?时间／ｍｓ??图２．２?ＬＦＭ信号频谱图与时频图??ＬＦＭ信号的模糊函数具有良好的抗多径与抗频偏能力，其模糊函数可表示为：??＋?（２．３７）??其中Ｔ表示时延，力表示多普勒频移。??图２．３给出了?ＬＦＭ信号模糊函数图。由图２．３可知，在经历了严重的时延与多??普勒频移后，ＬＦＭ信号仍具有较好的相关峰特性。??２１??

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【参考文献】：
期刊论文
[1]对称三角线性调频水声通信信号的同步检测方法[J]. 袁飞,李文聪,程恩.  声学学报. 2018(02)
[2]Fractional Fourier domain hopped communication method based on chirp modulation for underwater acoustic channels[J]. Xingbin Tu,Xiaomei Xu,Zheguang Zou,Liangliang Yang,Jianming Wu.  Journal of Systems Engineering and Electronics. 2017(03)
[3]水下目标辐射噪声中单频信号分量的检测：理论分析[J]. 李启虎,李敏,杨秀庭.  声学学报(中文版). 2008(03)

博士论文
[1]模型与数据结合的浅海时变水声信道估计与均衡[D]. 聂星阳.浙江大学 2014

硕士论文
[1]基于双曲调频信号的移动水声通信技术研究[D]. 俞俊涛.浙江大学 2017



本文编号：3542399