大型儲罐水聲信道建模及通信方案研究.pdf

1、我國是一個(gè)能源大國，隨著國民經(jīng)濟(jì)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(shè)施，在數(shù)量迅速增長的同時(shí)其安全也受到廣泛的關(guān)注。石油儲罐一旦發(fā)生事故，將造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至威脅生命、財(cái)產(chǎn)安全，影響巨大。本文以基于游弋式無線傳感節(jié)點(diǎn)的石油儲罐罐底腐蝕在線檢測系統(tǒng)的應(yīng)用為背景，研究儲罐封閉空間內(nèi)的水聲通信技術(shù)及實(shí)現(xiàn)方案，主要工作包括以下幾個(gè)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(yīng)，討論了儲罐空間內(nèi)多徑信號的特點(diǎn)，并與海洋中的多徑效應(yīng)進(jìn)行了對比與分析，為構(gòu)造適合儲罐內(nèi)應(yīng)用的水聲通信方案提供了理論依據(jù)。
　?。?）針對儲罐內(nèi)水聲信道的特點(diǎn)以及對水聲通信的要求，提出了直接序列擴(kuò)頻OFDM通信方案，并分析了擴(kuò)頻OFDM通信方案的抗多徑性能，討論了擴(kuò)頻OFDM的信道編碼方案。計(jì)算機(jī)仿真和試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，擴(kuò)頻OFDM技術(shù)相比傳統(tǒng)OFDM方法在儲罐空間內(nèi)擁有更可靠的傳輸性能。
　?。?）游弋

3、式傳感節(jié)點(diǎn)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(kuò)頻OFDM系統(tǒng)方案的擴(kuò)頻過程造成了頻譜資源的浪費(fèi)。論文結(jié)合儲罐腐蝕聲發(fā)射檢測應(yīng)用中擴(kuò)頻序列較短的特點(diǎn)，提出了映射序列擴(kuò)頻OFDM的方法。仿真和試驗(yàn)證明了映射序列擴(kuò)頻OFDM方案比直接序列擴(kuò)頻OFDM方案傳輸效率提高了兩倍。
　　（4）分析了多普勒頻移對儲罐內(nèi)擴(kuò)頻OFDM水聲通信系統(tǒng)的影響，提出了基于最大相關(guān)峰偏移的多普勒因子估計(jì)方