r组合扩频OFDM在水声通信中的应用研究

《r组合扩频OFDM在水声通信中的应用研究》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、＾／－：密级分类号：ＵＤＣ：：编号工学硕士学位论文ｒ组合扩频ＯＦＤＭ在水声通信中的应用研究硕士研究生：陈沃楠指导教师：殷敬伟教授学科、专业：信息与通信工程论文主审人：生雪莉教授哈尔滨工程大学２０１８年４月分类号:密级:UDC:编号:工学硕士学位论文r组合扩频OFDM在水声通信中的应用研究硕士研究生：陈沃楠指导教师：殷敬伟教授学位级别：工学硕士学科、专业：信息与通信工程所在单位：水声通信工程论文提交日期：2018年4月论文答辩日期：2018年6月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.

2、C:ADissertationfortheDegreeofM.EngResearchontheapplicationofrcombinationspreadspectrumandOFDMinunderwateracousticcommunicationCandidate:ChenWonanSupervisor:Prof.YinJingweiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:InformationandCommunicationEngineeringDateofSubmission:

3、April.2018DateofOralExamination:June.2018University:HarbinEngineeringUniversity摘要近年来，随着大家对海洋认识的逐渐提升，人们对海洋权益的关注度逐渐加强，“走向海洋”已经是必然之势。但海洋环境恶劣造成声传播过程中产生严重畸变，如多途扩展严重、时频域快速变化、多普勒频偏严重、传输衰减大、噪声干扰严重、通信带宽受限等。OFDM是一种具有高频谱利用率的通信技术，近几年其在水声通信中的应用也得到了广泛的研究，然而OFDM技术受环境影响较大，导致其稳健性较差。虽然扩频水声通信稳健性较高，

4、但通信速率太低，严重限制了其在实际工程中的应用。本论文充分利用OFDM技术和扩频技术的特点，研究多载波扩频水声通信方式，融合各自特点，提出r组合扩频OFDM水声通信算法。本文首先介绍了扩频技术和OFDM技术的基本原理，提出了扩频能量检测器、差分能量检测器和解差分扩频检测器等多种扩频水声通信接收机新算法，并分析了各个算法的适用条件，重点研究了OFDM水声通信中的信道估计方法和基于部分传输序列方法的峰均功率比抑制技术。其次，本文将扩频与OFDM水声通信技术结合，提出频域多载波扩频技术，时域正交多载波扩频技术及时域多音扩频技术等多种多载波扩频水声通信技术，并详

5、细给出了实现框图和调制信号的数学表达式。再次，本论文将r组合技术应用于多载波扩频中得到r组合频域多载波扩频技术和r组合时域正交多载波扩频技术两种算法，并从接收机要求、算法实现复杂度、对环境多普勒频偏要求等方面分析两种算法优缺点。最后，本论文对r组合组合频域多载波扩频技术的通信算法进行仿真：分别选择M=32，r=5；M=64，r=6；M=128，r=7三种不同扩频组合，比较扩频码选择条数、扩频码基数大小对系统整体误码率、携带信息能力的影响。在此基础上进一步构建了基于时间反转镜技术的r组合频域多载波扩频算法，仿真结果表明时间反转镜技术有助于提高系统的自适应性

6、和抗干扰性，可有效抑制信号畸变。本论文最后开展了水池试验和松花江外场试验以验证r组合扩频OFDM水声通信的性能，其中水池试验中不仅完成了定点数据采集还进行了移动数据采集。水池和外场试验数据处理均实现了低误码率数据传输，验证了r组合扩频OFDM算法的有效性和稳健性。关键词：水声通信；OFDM；r组合扩频；多载波扩频；时间反转镜IABSTRACTInrecentyears,aspeople’sunderstandingoftheoceanhasgraduallyimproved,people’sinterestinmarinerightsandinteres

7、tshasgraduallyincreased.“Towardstheocean”isalreadyaninevitabletrend.However,severemarineenvironmentcausesseriousdistortionsinthesoundpropagationprocess,suchasseriousmulti-passageexpansion,rapidchangesintime-frequencydomain,severeDopplerfrequencydeviation,largetransmissionattenuat

8、ion,severenoiseinterference,andlimitedco