水下传感器网络节点定位信号检测的设计.pdf

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1、2011年第3O卷第6期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)79水下传感器网络节点定位信号检测的设计杨海，李凯，闰鑫(中北大学电子测试国家重点实验室，山西太原030051)摘要：针对水下环境的特殊性和水声定位系统的要求，为降低检测水声定位信号的复杂度和硬件资源消耗，能够准确检测定位基站发射的水声定位信号，为目标基站的定位提供实时、快速的时延信息，根据水声定位信号的特点，采用码元匹配检波和编码定位信号相关的方法，确定水声定位信号的到达时间，并以FP

2、GA为平台利用VHDL语言对水声定位信号的检测设计。实验表明：该检测方法具有快速、准确、实时性好的特点，满足水下定位系统的应用要求。关键词：水下传感器网络；水声定位；信号检测；现场可编程门阵列中图分类号：TN929文献标识码：A文章编号：1000--9787(2011)06-0079-03DesignofdetectionofnodeslocationsignalofunderwatersensornetworksYANGHai，LIKai，YANXin(NationalKeyLaboratoryo

3、fElectronicMeasurementTechnology，NorthUniversityofChina，Taiyuan030051，China)Abstract：Aimingattheparticularityoftheunderwaterenvironmentandacousticpositioningsystemrequirements，toreducethecomplexityoftheunderwateracousticpositioningsignaldetectionandhar

4、dwareresourceconsumption，toaccuratelydetectpositioningsignal，toprovidereal-time，rapidtimedelayinformation，forthegoalbasestation，accordingtothecharacterofacousticpositioningsignal，usingcodeelementmatchingdemodulationandcodedsignalcorrelatemethodoflocati

5、onsignaltoensurearrivaltime．AndbyusingVHDLlanguagedesignacousticpositioningsignaldetectioncircuitonFPGAplatform．Theexperimentalresultindicatesthattheexaminationmethodhascharacteristicsofrapid，accurate，goodreal·time，itcanmeettheapplicationrequirementsof

6、underwaterpositioningsystem．Keywords：underwatersensornetworks；underwateracousticpositioning；signaldetection；FPGA0引言用。然而，TDoA的定位精度与时延测量的准确度密切相无线传感器网络是由大量传感器节点通过无线通信技关，因此，需要能够快速、准确地检测定位号的到达时间。术自组织构成的网络，被认为是将对21世纪产生巨大影响为得到实时、快速、准确的时延信息，根据水声定位信号的力的技术之一⋯，而水

7、下传感器网络副是无线传感器网络特点，采用码元匹配检波和编码定位信号相关的方法，以现在水下环境应用的延伸。在现代海洋高新技术的不断引入场可编程门阵列(FPGA)为开发平台利用VHDL语言对水和支持下，水下传感器网络在海底环境探测、海洋工程建声定位信号的检测进行了设计。设、灾害预防以及国家海洋权益的维护等多方面都将发挥1水下定位系统极其重要的作用。对于大多数水下传感器网络来说，不知1．1水下定位系统原理道传感器位置而感知的数据是没有意义的。因此，确定传定位系统由主控基站和至少4个位置已知的定位基站感器节

8、点自身位置和确定事件发生的位置是无线传感器网构成，采用类GPS方式进行定位，即4个定位基站发射定络的基本功能，水下定位系统是水下传感器网络必备的基位信号目标基站接收定位信号进行定位。主控基站通过无本系统之一。在众多定位方法中，信号到达时间差(time线电负责所有基站的时间统一、定位基站定位信号的发射、differenceofarrival，TDoA)由于其定位精度高而被广泛采目标基站定位信号的采集等控制操作。定位基站在主控基收稿日期：201l-_o4_28基金项目：国