甚低頻水聲通信Modem的研究與設計.pdf

1、近年來，無線傳感器網(wǎng)絡的應用已經(jīng)變得越來越普遍，給許多問題帶來革命性的解決辦法，雖然其主要應用于地面環(huán)境，但是近些年人類加快了對海洋的開發(fā)，對于應用于水下的無線網(wǎng)絡的需要也越來越大。
　　調(diào)制解調(diào)器是構(gòu)成水下無線網(wǎng)絡的基礎，具有重要研究價值。由于水下環(huán)境特殊，用于空間無線通信的電磁波在水中衰減快，無法進行遠距離通信，使用光纖通信成本高昂，組網(wǎng)的靈活性受到限制。聲信號被認為是工作在水下環(huán)境令人滿意唯一可行的介質(zhì)。在現(xiàn)有的技術上，聲學

2、調(diào)制解調(diào)器可以在水下環(huán)境中實現(xiàn)高帶寬和長距離通信。然而，聲學調(diào)制解調(diào)器也有傳輸損耗，傳播延遲和多普勒效應，溫度和壓力變化引起的折射，多徑效應和頻率衰減等問題，要實現(xiàn)遠距離的通信是很困難的。由于水聲信道的衰減和噪聲特性，要想實現(xiàn)遠距離通信必須使用甚低頻信號。但是相比于中高頻水聲信號，甚低頻水聲信號的多徑效應更嚴重；環(huán)境噪聲影響更大；帶寬更窄，通訊速率更低，實現(xiàn)難度更大。
　　本論文的研究目標是設計甚低頻水聲通信Modem完成遠距離水

3、聲通信，研究內(nèi)容是甚低頻水聲modem的硬件結(jié)構(gòu)和調(diào)制解調(diào)方案。為了進行甚低頻水聲通信modem的硬件結(jié)構(gòu)的研究設計，驗證其硬件設計方案的可行性，搭建了水聲實驗平臺進行硬件調(diào)試。為了研究甚低頻水聲通信 modem的調(diào)制解調(diào)方案，在水聲通信實驗平臺上了測試了調(diào)頻、調(diào)相、chirp等調(diào)制解調(diào)方案，研究其收發(fā)特性。
　　文章首先介紹了甚低頻水聲通信 modem的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、水聲信道的特點以及水聲通信調(diào)制解調(diào)技術。其次具體介紹了所設計