水声OFDM信号帧检测与同步

《水声OFDM信号帧检测与同步》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文水声OFDM信号帧检测与同步作者姓名洪成昌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2018年4月OFDMSignalFrameDetectionandSynchronizationinUnderwaterAcousticChannelADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：HongChengchangSupervisor：Prof.YuHuaSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TN9

2、29.3学校代号：10561学号：201520109093华南理工大学硕士学位论文水声OFDM信号帧检测与同步作者姓名：洪成昌指导教师姓名、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：水声通信论文提交日期：2018年4月10日论文答辩日期：2018年6月3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：艾育华高工委员：季飞教授陈芳炯教授余华教授官权升教授摘要近年来，随着各国对海洋资源开发的高度重视，对于高速水声通信系统的研究迫在眉睫。正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionM

3、ultiplexing,OFDM)技术由于其子载波之间相互正交，具有很高的频谱利用率，同时OFDM具备较强的抗多径干扰能力，能够很好地适应水声信道环境下可用带宽窄、多径时延严重等特点。但是，OFDM技术对同步偏差比较敏感，同步算法的准确性将直接关系到OFDM系统性能的好坏。本文主要研究水声OFDM系统中信号帧的检测与同步算法，主要工作如下：1.介绍了水声信道的特性和OFDM的基本原理，并简要分析了同步偏差对OFDM性能的影响。2.对OFDM系统中滑动双窗口能量检测的虚警概率与检测概率进行了理论推导，通过仿真与滑动单窗口的性能进行了对比，最后模拟了两种方法

4、在信号检测过程中性能指标的变化情况，结果表明双窗口能量检测的阈值受信号和噪声影响小，实用性更强。3.探讨了基于自相关和互相关运算的OFDM经典定时同步算法，并对其性能进行了分析。针对互相关定时同步算法对频偏比较敏感的特点，提出了一种基于调频信号的定时同步算法，通过设计特定的导言结构消除了载波频偏的影响。新算法可以直接对基带过采样数据进行定时同步，仿真结果表明算法具有较好的定时性能。4.将信号检测与定时同步相结合，提出了一种适用于实际水声通信系统的帧同步与多普勒补偿方案。通过对千岛湖实验数据进行分析，验证了方案的同步补偿性能。论文工作获得广东省科技计划项目

5、“基于软件定义的低功耗高速水声通信调制解调器研制”（编号：2015B010101007）的资助。关键词：OFDM；水声通信；信号检测；同步；多普勒补偿；IAbstractInrecentyears,ascountriesattachgreatimportancetothedevelopmentofmarineresources,thestudyofhigh-speedunderwateracousticcommunicationsystemsisimminent.OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing(OFDM)t

6、echnologyhashighfrequencyspectrumutilizationbecauseitssubcarriersareorthogonaltoeachother,OFDMhasstronganti-multipathinterferencecapabilityandcanwelladapttotheunderwateracousticchannelenvironmentwithnarrowavailablebandwidthandseveremultipath.However,OFDMtechnologyissensitivetosyn

7、chronizationerrors.TheaccuracyofsynchronizationalgorithmswilldirectlyaffecttheperformanceofOFDMsystems.ThisarticlefocusesonthedetectionandsynchronizationalgorithmofsignalframesinunderwateracousticOFDMsystems.Themaintasksareasfollows:1.Thecharacteristicsofunderwateracousticchannel

8、sandthebasicprincipleofOFDMareintroduced