水下传导电流场混沌通信技术的研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文水下传导电流场混沌通信技术的研究硕士研究生：许毅信指导教师：李北明副教授学科、专业：信息与通信工程论文主审人：薛伟教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文水下传导电流场混沌通信技术的研究硕士研究生：许毅信指导教师：李北明副教授学位级别：工学硕士学科、专业：信息与通信工程所在单位：信息与通信工程学院论文提交日期：2018年3月14日论文答辩日期：2018年3月9日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissert

2、ationfortheDegreeofM.EngResearchonChaoticCommunicationTechnologyofUnderwaterConductionCurrentFieldCandidate:XuYixinSupervisor:AssociateProf.LiBeimingAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:InformationandCommunicationEngineeringDateofSubmission:Mar14,20

3、18DateofOralExamination:Mar9,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工

4、程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大

5、学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日水下传导电流场混沌通信技术的研究摘要水下传导电流场通信技术是以水为媒质利用电偶极子天线感应场变化来获取信息的一种通信方式，但是由于接收信号衰减程度与通信距离的三次方成反比，当通信距离较远时，一般数字接收机很难在信噪比较低的情况下接收到信号。DUFFING混沌振子这类振子具有对特定频率信号的极高的敏感性和很强的带外信号滤除能力，能够在很低的信噪比下探知到信号，并且由于水媒质的电导率较大，高频干扰信号都被衰减掉了，背景噪声要比空间干净许多，非常有利于对频

6、率敏感的混沌通信。因此本文利用DUFFING混沌振子这类振子的特性，来提高水下传导电流场的通信距离，提高系统的抗干扰性能并降低系统的误码率。本课题主要完成了以下内容：（1）分析了水下传导电流场通信的数学模型和通信原理。针对在通信距离较远时，数字接收机很难在信噪比较低的情况下接收到信号的问题，提出结合混沌通信的手段，通过分析多种混沌通信模型，引出一类比较特殊DUFFING混沌振子模型去解决相应的问题。针对现有的DUFFING混沌振子模型进行MATLAB仿真分析，并在此基础上提出一种改进的DUFFING混沌振子数学模型，对其进行M

7、ATLAB仿真分析以及利用MULTISIM进行模拟实现，通过相图充分证明了其确实具备混沌特性。具体分析了改进DUFFING混沌振子模型的动力学行为，在理论上以及通过MATLAB对改进DUFFING混沌振子模型的抗噪声性能进行了分析与仿真。（2）针对利用以FSK为调制方式的水下传导电流场通信系统，采用改进DUFFING混沌振子模型作为解调手段，提出两频率同相位滤波计数方法，即用本地两路不同频率的改进DUFFING混沌振子同时处理，低通滤波，取模抽样软判决，利用统计值消除干扰，将两路进行码判决的方法获取准同步信号，最终实现通信。此

8、种方法实现简单，易于芯片化实现，通过误码率曲线分析此通信系统的性能，仿真表明在信噪比(S/N)为-16dB情况下可以实现误码率为-43∗10的信息速率为39.2bps的2FSK通信，可以证明其能有效的提高水下传导电流场通信的距离和可靠性。设计对应的硬件实现系统，针对硬件实现系