大型儲罐水聲信道建模及通信方案研究.pdf

1、我國是一個能源大國，隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，我國對石油的需求量與日俱增。大型石油儲罐作為油品存儲的重要設施，在數(shù)量迅速增長的同時其安全也受到廣泛的關注。石油儲罐一旦發(fā)生事故，將造成巨大的經(jīng)濟損失，甚至威脅生命、財產安全，影響巨大。本文以基于游弋式無線傳感節(jié)點的石油儲罐罐底腐蝕在線檢測系統(tǒng)的應用為背景，研究儲罐封閉空間內的水聲通信技術及實現(xiàn)方案，主要工作包括以下幾個方面：
　?。?）建立了儲罐水聲信道模型，明確了不同形狀、不同尺寸封

2、閉空間水聲信道的沖激響應，討論了儲罐空間內多徑信號的特點，并與海洋中的多徑效應進行了對比與分析，為構造適合儲罐內應用的水聲通信方案提供了理論依據(jù)。
　　（2）針對儲罐內水聲信道的特點以及對水聲通信的要求，提出了直接序列擴頻OFDM通信方案，并分析了擴頻OFDM通信方案的抗多徑性能，討論了擴頻OFDM的信道編碼方案。計算機仿真和試驗數(shù)據(jù)表明，擴頻OFDM技術相比傳統(tǒng)OFDM方法在儲罐空間內擁有更可靠的傳輸性能。
　?。?）游弋

3、式傳感節(jié)點在檢測過程中需要將采集到的腐蝕聲發(fā)射數(shù)據(jù)回傳到中央控制站，這一過程需要盡可能高的傳輸速率。擴頻OFDM系統(tǒng)方案的擴頻過程造成了頻譜資源的浪費。論文結合儲罐腐蝕聲發(fā)射檢測應用中擴頻序列較短的特點，提出了映射序列擴頻OFDM的方法。仿真和試驗證明了映射序列擴頻OFDM方案比直接序列擴頻OFDM方案傳輸效率提高了兩倍。
　?。?）分析了多普勒頻移對儲罐內擴頻OFDM水聲通信系統(tǒng)的影響，提出了基于最大相關峰偏移的多普勒因子估計方