基于混沌的海洋水聲弱信號(hào)檢測(cè)及其數(shù)據(jù)傳輸.pdf

1、我國(guó)在國(guó)際舞臺(tái)上的地位節(jié)節(jié)攀升，在經(jīng)濟(jì)與政治共同提升的同時(shí)，勢(shì)必會(huì)引來“霸權(quán)國(guó)家”的挑釁。海洋如此廣袤卻仍有廣闊的未被開辟空間，必然會(huì)成為大國(guó)間的征戰(zhàn)場(chǎng)地，保衛(wèi)我國(guó)安全的首要任務(wù)是探測(cè)敵軍艦隊(duì)，預(yù)防被襲。因此，海洋水聲微弱信號(hào)的檢測(cè)及其數(shù)據(jù)傳輸與通信是一項(xiàng)重要的課題。針對(duì)海洋水聲微弱信號(hào)的檢測(cè)問題，本文選取對(duì)微弱信號(hào)有較高的敏感度以及對(duì)噪聲有強(qiáng)免疫性的混沌系統(tǒng)進(jìn)行研究；針對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸與通信問題，本文選取北斗通信途徑進(jìn)行研究。本文主要研

2、究?jī)?nèi)容如下：
　　首先，本文以傳統(tǒng)Duffing系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行混沌特性分析、動(dòng)力學(xué)特性分析，找出Duffing系統(tǒng)由混沌態(tài)變?yōu)榇笾芷趹B(tài)的臨界閾值點(diǎn)，對(duì)Duffing系統(tǒng)進(jìn)行仿真，分析其微弱信號(hào)檢測(cè)、低信噪比等特性，進(jìn)行了Multisim電路仿真，證實(shí)了Duffing系統(tǒng)的弱信號(hào)檢測(cè)能力，其信噪比低至-80dB，但發(fā)現(xiàn)Duffing系統(tǒng)用于微弱信號(hào)檢測(cè)的窄域檢測(cè)和周期態(tài)不收斂等問題，這些問題限制了Duffing系統(tǒng)在實(shí)際工

3、程中的應(yīng)用。
　　其次，針對(duì)傳統(tǒng)Duffing系統(tǒng)窄域檢測(cè)和周期態(tài)不收斂等問題，本文提出了兩種改進(jìn)方案。第一種是利用非共振參數(shù)擾動(dòng)法對(duì)非Duffing系統(tǒng)(Liu系統(tǒng))進(jìn)行模型改進(jìn)，依據(jù)平均值法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行快慢系統(tǒng)變換，找出臨界閾值點(diǎn)。對(duì)改進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，分析其微弱信號(hào)檢測(cè)能力、信噪比下限，實(shí)際仿真可得改進(jìn)系統(tǒng)可用于微弱信號(hào)檢測(cè)，信噪比下限為-44.77dB。但此方法檢測(cè)不穩(wěn)定、電路設(shè)計(jì)復(fù)雜。第二種方案是利用周期信號(hào)擾動(dòng)法對(duì)Liu系

4、統(tǒng)進(jìn)行模型改進(jìn)，得到類Liu系統(tǒng)，分析類Liu系統(tǒng)的混沌特性、動(dòng)力學(xué)特性，而后對(duì)類Liu系統(tǒng)進(jìn)行Matlab仿真，分析其微弱信號(hào)檢測(cè)、低信噪比等特性，并進(jìn)行了Multisim電路仿真。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明類Liu系統(tǒng)可以解決傳統(tǒng)Duffing系統(tǒng)窄域檢測(cè)和周期態(tài)不收斂問題，并且信噪比可低至-70dB。
　　最后，針對(duì)海洋環(huán)境無網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋的問題，本文提出利用北斗短報(bào)文通信系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，對(duì)北斗短報(bào)文通信原理及通信協(xié)議進(jìn)行了詳細(xì)分析，最后