时变水声信道下ofdm信号检测与同步

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1、硕士学位论文时变水声信道下OFDM信号检测与同步作者姓名郑国明学科专业通信与信息系统指导教师余华教授所在学院电子与信息学院论文提交日期2016年5月DetectionandSynchronizationforOFDMSignalOverTime-varyingUnderwaterAcousticChannelsADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhengGuoMingSupervisor：Prof.YuHuaSouthChinaUniversityofTechnologyGua

2、ngzhou,China分类号：TN929.5学校代号：10561学号：201320108876华南理工大学硕士学位论文时变水声信道下OFDM信号检测与同步作者姓名：郑国明指导教师姓名、职称：余华教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：通信与信息系统研究方向：通信与信息系统论文提交日期：2016年4月20日论文答辩日期：2016年6月5日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：季飞教授委员：陈芳炯教授田立斌高工曾杰高工余华教授华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研

3、究所。取得的研究成果除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡。献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。１妙序么作者签名：為４與日期；年谷月３日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定：，艮Ｐ研究生在校攻读学位期间论文王作的知识产权单位属华南理工大学。学校■有权保存并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；

4、学校可公布学位论文的全部、或部分内容，可允许采用影印缩印或其它复制手段保存、汇编学位论一文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相致。本学位论文属于；□保密，在年解密后适用本授权书。不保密，同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊（光盘版）电子杂志社全文出版和编入ＣＭＩ《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。＂＂（请在Ｗ上相应方框内打Ｖ）。６．么３作者签名：日期：兴瓜签據，尋明指导教师名日期心０．２３｜（（摘要水声信道是目前通信

5、领域最复杂的信道之一，作为一种双选择性衰落信道，其时变、多径严重、带宽窄、多普勒效应明显等特点严重制约其应用。正交频分复用（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,OFDM）技术作为一种高频谱效率多载波调制技术，良好的抗多径能力让其成为水声通信信道中常用的实现技术。同时，OFDM对同步偏差相当敏感，因此同步技术成为了OFDM系统中的关键技术之一。此外，信号到达检测是实际水声系统实现中一个最基本的功能，对后续的信号解调至关重要。本论文主要研究水声信道中OFDM信号的检测与同步算法。本文主要工作概括如下：1.通

6、过与陆地无线信道的对比介绍水声通信信道的特殊性，介绍OFDM调制方式的基本原理和实现方式，给出OFDM通信系统的简单模型和技术分析，介绍水声信道OFDM系统中同步算法设计的一些技术难点，并给出用于水声通信系统中的OFDM系统模型。2.研究了目前主要的OFDM同步算法，分析了不同导言形式和不同度量函数下的同步算法的特点，重点介绍并分析了几种在实际系统中广泛使用的算法。在综合分析这些算法的基础上提出了一种基于LFM导言序列的同步算法，该算法直接在带信号上进行，无须将接收信号转换成低通信号，对比通常采用数字下变频的水声系统大大降低了复杂度，通过仿真表明

7、该带通LFM同步算法跟低通LFM信号同步算法定位精度一致。3.将基于双滑动窗的能量检测与多音检测结合用于信号到达检测。双滑动窗的能量检测与传统的单滑动窗能量检测相比，检测阀值受接收信号噪声功率的影响更小，易于获得稳定的检测概率。多音信号检测实现简单、复杂度低，易于辨别是本系统信号还是干扰信号。系统仿真发现，两者结合可以准确检测信号的到达。4.将检测算法与同步算法应用于分集接收OFDM水声通信实验，在千岛湖和实验水池的水声实验表明，新算法能成功地过滤掉干扰信号与高能脉冲噪声，正确检测出信号的到达，并最终实现信号的同步。关键词：OFDM；水声通信；同

8、步；到达检测IAbstractUnderwaterAcoustic(UWA)channelisoneofthemostcomplicat