基于m序列的水声通信信号检测算法研究

发布时间：2023-04-25 23:56

　　随着我国建设“智慧海洋”和“海洋强国”战略的推进,水声通信(underwater acoustic communications,UWAC)在开发和保护海洋资源等方面具有重要的意义。水声通信中,信道的多径,水下的各类干扰,给通信信号的检测带来了挑战。此外,水声通信常用于军事系统中,通信中的安全隐秘性也需要考虑。m序列(maximal length linear feedback shift register sequence,m-sequence)因具有良好的自相关性,适用于复杂环境的信号检测;同时,它又可以工作在低信噪比下,具有保密性,有利于保密传输。本文研究的目的在于考察m序列在水声通信中应用潜力。本文首先研究了基于m序列的前导信号。水声通信系统的一个重要模块是前导信号检测,前导信号是发送有用信号之前发送的一系列信号,用来提醒检测器接收有效信号。通常采用双曲线调频信号(Hyperbolic Frequency Modulation,HFM)和基于匹配滤波的检测算法。本文通过对比不同水声噪声和干扰背景下HFM和m序列在几种经典基于匹配滤波器的检测算法下的检测性能,得出了在短时带限干扰...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 水声通信国内外研究现状
        1.2.2 前导信号检测国内外研究现状
        1.2.3 低检测概率国内外研究现状
    1.3 论文的主要研究内容与结构安排
第2章 水声信道与前导信号检测算法
    2.1 引言
    2.2 水声信道的特征
        2.2.1 多普勒效应
        2.2.2 多径效应
        2.2.3 环境噪声和外部干扰
        2.2.4 信道输入与输出的关系
    2.3 基于匹配滤波的前导检测算法
        2.3.1 匹配滤波器算法
        2.3.2 累积和检验算法
        2.3.3 归一化匹配滤波器算法
    2.4 本章小结
第3章 m序列与HFM前导检测性能对比
    3.1 引言
    3.2 前导信号
        3.2.1 HFM双曲调频信号
        3.2.2 m序列
    3.3 m序列与HFM检测性能对比
        3.3.1 相关参数对m序列检测性能的影响
        3.3.2 高斯白噪声下前导检测性能对比
        3.3.3 冲激干扰下前导检测性能对比
        3.3.4 短时带限干扰下前导检测性能对比
        3.3.5 窄带干扰下前导检测性能对比
    3.4 基于水声试验数据的检测性能对比
        3.4.1 水声试验环境
        3.4.2 水声试验数据检测性能对比
    3.5 本章小结
第4章 基于m序列的低检测概率算法
    4.1 引言
    4.2 DSSS水声通信系统
        4.2.1 DSSS水声通信系统的功能模块
        4.2.2 迭代误差补偿模块
    4.3 水声通信低检测概率算法
        4.3.1 相关检测算法和能量跃迁检测算法
        4.3.2 多普勒频移和定时误差的影响
        4.3.3 改进的迭代误差补偿算法
        4.3.4 改进的算法应用于低检测概率
    4.4 DSSS水声通信系统仿真
        4.4.1 系统仿真流程
        4.4.2 系统仿真结果
        4.4.3 低检测概率算法应用仿真
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3801317