水声定位信标及多任务检测电路设计_硕士学位论文

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1、分类号：TB567单位代码：10110学号：s20090366中北大学硕士学位论文水声定位信标及多任务检测电路设计硕士研究生杨海指导教师张丕状学科专业通信与信息系统2012年4月24日图书分类号TB567密级非密注1UDC_______________________________________________________________硕士学位论文水声定位信标及多任务检测电路设计指导教师张丕状申请学位级别工学硕士专业名称通信与信息系统论文提交日期2012年4月24日论文答辩日期2012年6月3日学位授予日期______

2、__年______月___日论文评阅人_______夏路易__郭兴龙________答辩委员会主席_______孙志毅____________2012年4月24日原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：

3、①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名：日期：导师签名：日期：中北大学学位论文水声定位信标及多任务检测电路设计摘要随着人类在海洋活动范围和活动频度的增加，以及对海洋开发需求的不断增长，水声定位技术越来越受到国内外众多学者的重视。然而，传统的水声定位系统布设困难、校准难度大，随着待测目标数目的增多

4、，系统定位实时性下降、设备复杂度增高。本文针对水下分布式测试系统中多个测试节点的定位问题，构建了基于码分多址、无需锚节点的长基线定位模型。为提高定位系统的扩展性和实时性，采用码分复用方式设计了定位信标；并且将定位信标的检测前移至节点，在节点中对定位信标进行检测识别得到各个定位信标的时延估计，将其直接回传到数据控制中心用于定位。从而达到减少节点数据存储量，缩短定位数据回传至数据控制中心的时间，进一步提高系统定位实时性的目的。本文主要内容包括：首先，对节点水声定位特点进行了介绍，进而对系统的组成、定位流程和定位算法以及水中声速进行了

5、详细说明；其次，结合水声信道和节点定位特点，设计了基于码分多址的水声定位信标及其逻辑产生电路，信标以m序列为信源地址码进行OOK调制；最后，本文的核心内容是根据定位信标特点，以FPGA为平台设计实现了定位信标的检测算法，即采用先m序列码元匹配检测、后m序列相关的方法对信号进行识别；通过对序列和码元时延估计精度的比较，信号起始码元的时延估计精度最高，因此选择其作为信号的时延估计。仿真和实验结果表明：定位信标及其检测电路满足设计要求，在信号可检测条件下节点能够对接收的定位信标进行准确、实时的检测识别，信号的时延估计误差小于200us

6、。关键词：水声定位，码分多址，多任务检测，时延估计，FPGA中北大学学位论文TheDesignofAcousticPositioningSignalandMulti-UserDetectionCircuitAbstractWiththeincreaseofthescopeandfrequencyofthehumanactivitiesintheocean,andthegrowingdemandforoceandevelopment,acousticpositioningtechnologywerereceivedmoreandm

7、oreattentionofforeignanddomesticscholars.However,thetraditionalacousticpositioningsystemhassomeproblems,suchaslayoutandcalibrationofdifficult,andwiththeincreaseofthenumberofunderwatertarget,thereal-timeofpositioningsystemdeclines,complexityofequipmentincreases.Forthe

8、positioningoftestnodesintheunderwaterdistributedtestsystem,thepaperconstructedabasedoncodedivisionmultipleaccess,noanchornode,longb