基于差分Pattern编码的水声Chirp-rate调制的研究.pdf

《基于差分Pattern编码的水声Chirp-rate调制的研究.pdf》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、基于差分Pattern编码的水声Chirp-rate调制的研究仇异2015年1月中图分类号：TN929.3UDC分类号：621.39基于差分Pattern编码的水声Chirp-rate调制的研究作者姓名仇异学院名称信息与电子学院指导教师党华副教授答辩委员会主席仲顺安教授申请学位工学硕士学科专业电子科学与技术学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月20日StudyofHydroacousticChirp-rateModulationbasedonDifferentialPatternEncodingCandi

2、dateName：QiuYiSchoolorDepartment:InformationandElectronicsFacultyMentor:Vice-Prof.DangHuaChair,ThesisCommittee：Prof.ZhongShun-anDegreeApplied:MasterofPhilosophyMajor：ElectronicScienceandTechnologyDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：Jan，2015研究成

3、果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要水声通信技术作为水下设备通信、导航的基础技术之一，在多途效应显著、多普勒效应明显、带宽受限的水声信道环境下，实现实时、高速、稳定的水

4、声通信具有重要的意义。本文针对带宽较窄的水声信道带来的信号多途扩展和多普勒频偏的影响，提出并验证了一套基于线性调频扩频和差分Pattern时延差编码相结合的水声通信调制解调方案。首先，分析和阐述了水声通信的基本知识，包括系统的基本组成，经典的多途水声信道模型，详细介绍了Pattern时延差编码和差分Pattern时延差编码的原理，对其抗多途性能、抗多普勒性能、抗干扰性进行了详细分析，并进一步在Matlab平台上对其性能进行了仿真验证。然后，提出了将扩频和差分Pattern时延差编码相结合的调制算法，其中扩频采用Chi

5、rp-Rate调制（CRM）线性调频扩频。一方面，CRM具有较强的抗多径能力和抗多普勒效应；另一方面，将Chirp码作为差分Pattern时延差编码的码型，能加大码元的脉宽，适用于带宽受限的水声信道；再一方面，通过时延差值携带的信息和Chirp信号携带的信息，使得方案中一个信息码元可同时传输二维信息，相比于Pattern时延差编码水声通信速率可提升33.3%。最后，提出了一种基于分数阶傅里叶变换（FRFT）的解调算法，通过FRFT对不同调频斜率的Chirp信号在分数阶不同u域的聚焦作用，实现对时延差值信息和Chirp

6、信息进行二维译码。在Matlab平台上，通过大量的系统仿真实验验证了，在信噪比为0dB的前提下，相对于拷贝相关器译码，在大于30Hz的多普勒频偏下，误差可控制在10e5内。仿真结果证实了CRM-DPDS水声通信系统具有较强的抗多途、抗多普勒、抗干扰性能，鲁棒性较强。关键词：水声通信；多途扩展；多普勒效应；差分Pattern编码；FRFTI北京理工大学硕士学位论文AbstractUnderwateracousticcommunicationtechnologyisoneofunderwaterequipmentcom

7、munications,navigationunderlyingtechnology.Therealizationofreal-time,high-speed,steadyunderwateracousticcommunicationinremarkablemulti-patheffect,obviousdopplereffectandbandwidth-limitedunderwateracousticchannelissignificant.Inthispaper,aunderwateracousticcommu

8、nicationschemewhichcombineschirpspreadspectrumanddifferentialPatterndelaycodingisproposed,duetotheimpactcausedbybandwidth-limitedunderwateracousticchannelsignalmultipathandd