水声通信时间同步与信道均衡关键技术研究与实现

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1、}固密级：中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences硕士学位论文2013年5月ResearchandImplementationonKeyTechnologiesoftimesynchronizationandchannelequalizationoflIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIllUIundenⅣaterCommunicationY2381272ByQuanYuADissertationSubmittedtoGraduateUnivers

2、ityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofElectronicsandCommunicationEngineeringInstituteofAcoustics，ChineseAcademyofSciencesMay,2013中国科学院声学研究所学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文

3、中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。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。本声明的法律结果由本人承担。人寺论文作者签名：￡j日期：2口f2年}月22日(保密论文在解密后遵守此规定)．一⋯：全3一名：％参够日期：二心年乡月22日JLlJ摘要水声通信是将信源信息经过水声信道可靠地传输到信宿。水声通信技术最初应用于军事领域，在国防上具有重大的战略意义，最近十几年随着人类对海洋资源的不断开发和利用显示了水声通信广阔的民用、商用前景，该技术

4、也被越来越多地进行研究。但是由于水声信道具有严重的时变性和频率选择性衰落等特点，使得水声通信一直以来受到信道带宽有限、信号多径和多普勒效应的影响。所以选取合适的技术保证在水声信道中进行数据传输成为水下通信技术的前沿热点研究课题之一。本文对水声通信中的时间同步和信道均衡技术分别进行了理论、仿真与试验研究，并在此基础上，完成了基于软件无线电的水声通信系统时间同步算法的开发，很好地将理论研究成果与工程实践相结合。本文的主要研究内容如下：1．为了克服固定阈值同步的缺陷，提出了基于信号功率的自适应阈值同步检测算

5、法，与固定阈值算法相比，该算法能获得更高的检测概率和更低的虚警概率。2．针对自适应阈值算法计算量较大，同步时间过长的问题，对自适应阈值检测算法加以改进，在判决过程中引入噪声功率，提出了双重门限检测算法，仿真结果和对试验数据的处理表明，双重门限算法同步所需的时间比自适应阈值算法更短。3．研究了信道均衡技术，主要分析了LMS算法和RLS算法这两种经典的自适应均衡算法，通过仿真比较可知，LMS算法和RLS算法在性能上各有优缺点。4．在理论研究和计算机仿真的基础上，利用软件无线电思想，将时间同步算法移植到TM

6、S320C6678DSP上，使理论研究转换成实际成果。关键词：水声通信，时间同步，自适应阈值，自适应均衡，软件无线电水声通信时间同步与信道均衡关键技术研究与实现IIAbstractThepurposeofunderwateracousticcommtmicationistoreliablytransportsourceofinformationtothedestinationviatheunderwateracousticchannel．Underwateracousticcommunicationt

7、echnologyoriginallyhasbeenusedinthemilitaryfield，andit’Sofgreatstrategicsignificanceinnationaldefense．Andit’Salsodemonstratedbroadprospectsincivilianareasandcommercialareaswhilehumanbeingshasbeenincessantlyexploitingandusingthemarineresourcesinrecentlyt

8、enyears．Andunderwateracousticcommunicationtechnologyhasbeenpaidmoreandmoreattentionandstudies．However,duetotheserioustime-varyingandfrequencyselectivefadingcharacteristicsofunderwateracousticchannel，theunderwateracousticcommunica