水聲通信節(jié)點硬件平臺設(shè)計.pdf

1、水聲通信節(jié)點是一種重要的水聲輔助設(shè)備，可以在水下將一個水聲通信節(jié)點的信息與另外一個水聲節(jié)點的信息進(jìn)行無線共享，既降低了水下線纜的制作成本，又提升了水下設(shè)備的靈活性。本論文以高速率的時間反轉(zhuǎn)鏡算法為背景，設(shè)計并制作了一套水聲通信節(jié)點的硬件平臺，并為發(fā)射機(jī)設(shè)計了Delta-Sigma信號源。
　　水聲通信節(jié)點發(fā)射機(jī)工作于水下密閉電子倉中，其發(fā)射信號的有效性以及穩(wěn)定性直接影響其它節(jié)點共享此節(jié)點信息的準(zhǔn)確性。處于密閉電子倉中的發(fā)射機(jī)最需要

2、考慮的因素就是電源能量轉(zhuǎn)化成電信號能量的效率，高效的轉(zhuǎn)化率不僅有利于發(fā)射聲源級的提高，也極其有利于內(nèi)部熱量的減少，提高水聲通信節(jié)點的穩(wěn)定性。本論文設(shè)計并制作了基于 Delta-Sigma調(diào)制方式的水聲通信節(jié)點發(fā)射機(jī)，并給出了設(shè)計過程中關(guān)鍵元件的選取方法以及電路形式的構(gòu)成原則。
　　接收機(jī)作為模擬信號調(diào)理的最后一環(huán)，既承載了水聲信道高衰減，高干擾的壓力，又需要為后級數(shù)字信號處理提供盡可能高信噪比的信號。因此，接收機(jī)設(shè)計的優(yōu)劣也直接影

3、響到通信的可靠性，本論文設(shè)計并實現(xiàn)了以可變增益放大器和有源濾波器為基本結(jié)構(gòu)的接收機(jī)。
　　數(shù)字信號處理平臺是整個水聲通信節(jié)點的大腦，它既為發(fā)射機(jī)提供 Delta-Sigma信號源，又要對接收到的信號進(jìn)行處理，解算出信息序列。本文以FPGA+DSP為基本信號處理結(jié)構(gòu)，完成了FPGA與DSP模塊的互聯(lián)、AD采集電路、DAC電路、以及網(wǎng)口電路原理圖的設(shè)計和相應(yīng)PCB制作。
　　在設(shè)計完成水聲通信節(jié)點后，本論文又對其性能做了實驗室測