基于空子载波的ofdm多普勒补偿技术在水声通信中的应用

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1、分类号：密级：UDC：编号：专业硕士学位论文(工程硕士)基于空子载波的OFDM多普勒补偿技术在水声通信中的应用硕士研究生：杨森轲指导教师：陈阳讲师学科、专业：电子与通信工程论文主审人：王大成副教授2013年6月分类号：密级：UDC：编号：专业硕士学位论文(工程硕士)基于空子载波的OFDM多普勒补偿技术在水声通信中的应用硕士研究生：杨森轲指导教师：陈阳讲师学位级别：工程硕士学科、专业：电子与通信工程所在单位：水声工程学院论文提交日期：2013年5月24日论文答辩日期：2013年6月20日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.

2、C:ADissertationfortheProfessionalDegreeofMaster(MasterofEngineering)ApplicationofOFDMDopplerCompensationbasedonNull-subcarriersinUnderwaterAcousticCommunicationCandidate:YangSenkeSupervisor:LecturerChenYangAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ElectronicandCommun

3、icationEngineeringDateofSubmission:May24,2013DateofOralExamination:June20,2013University: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

4、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

5、学位12个月后□解密后)由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者(签字)：导师(签字)：日期：年月日年月日基于空子载波的OFDM多普勒补偿技术在水声通信中的应用摘要OFDM水下通信凭借着其很高的频谱利用率、有效的抗多途能力等优点近年来在高速水声通信中得到了越来越广泛的应用，但是由于要求各子载波之间满足严格的正交性，其性能受到时间精度和频率精度的直接影响，因此研究OFDM的频率同步方法具有重大的现实意义和工程价值。本文利用空子载波和抛物线拟合相结合的方法，提出了一种计算量较少、便于应用于工程的多普勒估计算法，并通过对湖上实验数据结果的处理验证了

6、基于抛物线拟合多普勒估计算法的可行性与有效性。本文研究的两种方法需要在发射的数据中插入空子载波来进行多普勒估计，此外在发送数据中加入的块状导频信号来进行接收端的信道估计用以提高整个通信系统的性能。在基于空子载波的多普勒估计方法中把一个OFDM符号中空子载波处的能量和作为目标函数，用不同的多普勒因子对其进行搜索并采用带有多普勒补偿的DFT对空子载波位置求能量和，能量和的最低处所对应的速度即为所估计的相对移动速度。由于多普勒因子对应的空子载波能量和曲线在其最低点处附近近似为抛物线形状，所以只要知道最低点附近三点的空子载波能量和即可以拟合出一条抛物线，求该抛

7、物线的最低点所对应的速度就为所估计的相对移动速度，这就是基于抛物线拟合的多普勒估计算法的实现方法。本文的两种多普勒估计算法采用两种不同的方式寻找到最低点附近的空子载波能量和，第一种就是采用间隔更大的多普勒粗测寻找到最低点并利用该点两边的两点来进行曲线拟合，第二种方法是采用了拷贝相关的方法在发送一帧数据的首尾加上线性调频信号，通过对数据压缩的比例计算推算出大致的相对移动速度。通过对两种多普勒估计算法的仿真验证了这两种算法的可行性并通过仿真结果分析了各种多普勒估计算法的优缺点，最后通过两种算法对湖试数据进行处理的结果验证了这两种方法的应用价值。关键词：水下

8、声通信；OFDM；空子载波；抛物线拟合哈尔滨工程大学硕士学位论文基于空子载波的OFDM多普勒补