水声信道抗多途跳频通信中同步技术的研究

摘要

水声通信技术在海洋研究、开发和国防中具有重要的意义.水声信道多途特性引起的信号衰落和码间干扰是影响水下通信质量的主要因素,采用频率分集技术可以处理幅度衰落,而跳频技术则可以简单、有效地抗多途引起的码间干扰.同步技术是跳频通信的关键技术,该文研究的是水声跳频通信中的同步问题.论文分析了水声信道多途的产生、组成、特性和对水声通信的影响,以及一般抗多途的办法,阐述了跳频通信的基本原理,通过对跳频通信系统建立简单数学模型,定量分析采用跳频方法具有很强的抗码间干扰能力.论文着重介绍实现了跳频通信系统同步的一般方法,并详细分析和对比跳频同步系统的捕获方案,在此基础上,提出了一个基于匹配滤波器的位移等待式自同步方案,设计、完成并给出了详细硬件连线电路图、软件程序流程图和部分程序清单,该自同步方法在实验室水池实验取得良好的效果,并在厦门港海域进行了现场实验测试,具有较低的误码率和一定的检测概率,结果令人满意.论文最后给出该系统的改进方向.

目录

摘要

第一章绪论

1.1研究水声通信的意义

1.2水声通信技术的研究现状和最新进展

1.3本文的研究重点

第二章多途对浅海水声通信的影响

2.1多途的产生及组成

2.2水声信道的多途特性

2.2.1多径衰落——多途接收信号的振幅统计特性

2.2.2多普勒频展——多途接收信号的频域特性

2.2.3时延扩展——多途接收信号的时域特性

2.3抗多途的一般方法

2.3.1抗幅度衰落技术

2.3.2抗码间干扰技术

2.4跳频抗多途方法的提出

第三章跳频通信系统原理

3.1扩频通信概要

3.2跳频通信系统原理

1)跳频通信系统的基本原理

2)跳频系统的参数

3)跳频系统数学模型分析

第四章水声跳频通信系统的同步

4.1各种捕获方案的比较

1)精确时钟法

2)外同步法

3)自同步法

4.2水声跳频通信中的同步

第五章具体实现方案

5.1发射部分

1)发射信号调制

2)产生跳频序列

3)利用单片机实现整数分频

5.2接收部分

1)前置放大

2)幅度均衡

3)高Q值带通滤波器

4)测频电路

5)同步检测

第六章结果分析及总结

致谢

参考文献

附录：直接数字频率合成(DDS)