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文檔簡介
1、內(nèi)河航道屬于狹水道,彎曲多變,且距離航行危險物近,機(jī)動余地少。隨著內(nèi)河航運事業(yè)日益發(fā)達(dá),船舶碰撞、貨物泄漏現(xiàn)象時有發(fā)生。內(nèi)河船舶避碰通信系統(tǒng)、航道水下數(shù)據(jù)監(jiān)測、無線傳感網(wǎng)絡(luò)對于航運的安全起著重要的作用。由于內(nèi)河航道中水聲信道的噪聲大,多徑、多普勒頻移現(xiàn)象嚴(yán)重,在內(nèi)河航道的水下實現(xiàn)可靠的水聲通信仍然是富有挑戰(zhàn)性的研究課題。
針對內(nèi)河航道水聲信道的特性,利用直接序列擴(kuò)頻技術(shù)抗噪聲、抗多徑能力強的優(yōu)點,對超聲波水聲通信進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計。
2、論文對水聲通信系統(tǒng)接收前端的優(yōu)化、序列擴(kuò)頻技術(shù)及多相關(guān)同步解擴(kuò)技術(shù)、盲均衡技術(shù)進(jìn)行深入研究。主要工作如下:
1、針對水聲通信系統(tǒng)接收微弱信號的問題,通過系統(tǒng)級聯(lián)噪聲系數(shù)分析的方法,對使用普通ADC(Analog-to-digital converter)直接采集、音頻編譯碼器(Codec)上下變頻采集的兩種前端電路方案進(jìn)行對比分析,并對前端系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。數(shù)據(jù)表明,通過上下變頻方式,用Codec芯片采集的方案有較高的性能
3、。
2、為了使系統(tǒng)在低信噪比、多徑效應(yīng)嚴(yán)重的內(nèi)河航道中,能夠進(jìn)行可靠的通信,將序列擴(kuò)頻技術(shù)應(yīng)用到超聲波水聲通信系統(tǒng)中。通過對比三種擴(kuò)頻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的性能,選擇性能較高的擴(kuò)頻系統(tǒng)結(jié)構(gòu),同時,采用多相關(guān)同步解擴(kuò)方式實現(xiàn)接收端信息的同步解擴(kuò)。通過系統(tǒng)仿真,進(jìn)行了數(shù)據(jù)解擴(kuò)的性能分析,結(jié)果表明多相關(guān)同步解擴(kuò)方案相比一般的單相關(guān)同步解擴(kuò)方案,在捕獲速度、碼元同步方面性能更高。
3、針對擴(kuò)頻水聲通信系統(tǒng)使用的擴(kuò)頻碼序列不長,導(dǎo)致系統(tǒng)的
4、抗多徑干擾能力下降的問題,將盲均衡技術(shù)引入到水聲擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中。通過建立內(nèi)河航道單信道模型和多徑模型,仿真對比了兩類模型盲均衡器的性能,最終將T/4分?jǐn)?shù)間隔均衡器運用到了擴(kuò)頻水聲通信系統(tǒng)中。
4、針對內(nèi)河航道水聲通信系統(tǒng)的DSP實現(xiàn),進(jìn)行了系統(tǒng)軟件設(shè)計,同時運用了MATLAB軟件與CCS環(huán)境的聯(lián)調(diào)功能,利用MATLAB建立信道參數(shù)模型(加噪聲、加多徑),對實現(xiàn)的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的抗噪聲、同步解擴(kuò)性能進(jìn)行測試。
實驗結(jié)果表
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