基于omap的水声通信系统的研究与设计

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1、工学硕士学位论文基于OMAP的水声通信系统的研究与设计硕士研究生指导教师学位级别学科、专业所在单位论文提交日期论文答辩日期学位授予单位：许巍巍‘：张健沛教授：工学硕士：计算机软件与理论：计算机科学与技术学院：2010年12月8日：2011年3月胛日：哈尔滨工程大学＼／ClassifiedIndex：U．D．C：ADissertationfortheDegreeofM．EngDesignandResearchofAnUnderwaterAcousticCommunicationSystemUsingOMAPCandidate：Supervisor

2、：AcademicDegreeAppliedfor：Speciality：DateofSubmission：DateofOralExamination：University：XUweiweiProf．ZhangJianpeiMasterofEngineeringComputersoftwareandtheoryDec．8，2010Mar．2011HarbinEngmeedngUniversity■o-

3、．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

4、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)：叶凯瓶日期：知，／学位论文授权使用声明年≥其r户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

5、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∞在授予学位后即可口在授予学位12个月后口解密后)由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者。㈣：地妨珏日期：旷17月I甲导师(签字)e加●1”·_基于OMAP的水声通信系统的研究与设计摘要信号在水声信道中的传递受多径干扰的影响十分重大。对水声信道影响较大的几个因素是：水声信道参数、传播损失和多普勒频移。尤其在水深较浅的区域，直达声和反射声混合形成复杂信号从而形成码间干

6、扰，OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)技术因为其本身可以有效的对抗多径干扰，适合在具有多径和衰落的信道中进行高数据率的数据传输。从上个世纪90年代中后期开始逐步将OFDM技术应用于水声通信中。本文对OFDM技术进行了深入的研究。OFDM技术应用离散傅里叶变换和其逆变换方法解决了多个互相正交的子载波和从子载波中恢复原信号的问题。这就解决了多载波传输系统发送和传送的难题。应用快速傅里叶变换更使多载波传输系统的复杂度大大降低。因此OFDM技术对于水声通信系统具有很强的实用性。定时同步是OFDM技

7、术的重点，本文的定时同步采用匹配滤波器来实现，具体的算法用重叠保留法做信号的相关。但是应用OFDM技术系统仍然要进行大量繁杂的数字信号处理过程，需要数字处理功能强大的元器件，OMAPL137芯片具有ARM核心和DSP核心，可以完成事物密集型和计算密集型两类任务，并且其内部具有音频加速硬件，故非常适合作为水声通信系统的硬件平台。0MAPLl37处理器将DSP+ARM两种处理器核心完美融合，充分的利用了ARM处理器核心的事务管理功能和DSP处理器核心的强大计算功能。本文完成了Linux操作系统下的ARM处理器核心和DSP处理器核心的数据通信功能，采

8、用驱动程序的方式进行了数据交换，实现了ARM的事物管理和DSP端的编码解码，完整和充分的发挥了硬件的效能。最后，本章讨论了基于以OMAP．L137处理器为核心模块构建硬件系统和以linux为操作系统设计软件的方法。在DSP端完成了通信数据的编码和解码并给出了实验情况。试验结果表明，在此硬件平台上配合linux操作系统下的软件能够精确的完成水声通信任务。关键词：OFDM；OMAP；信噪比：●基于OMAP的水声通信系统的研究与设计ABSTRACTSignalintheunderwateracousticisaffectedsignificantby

9、themultipathinterference．Acousticchannelparameters，transmissionlossandDoppl