隐蔽水声通信技术研究

摘要

水声信道复杂的传播路径及多普勒效应是水声通信领域的主要障碍，多途产生的信号衰落和多普勒效应产生的信号失真严重影响水声通信系统性能。随着水声通信应用领域的不断扩大，水声通信技术已成为水下声学技术研究的热点。通信技术被称为世界上经济和军事命脉，在军事指挥作战中通信系统的隐蔽性起着至关重要的作用，尤其是在水声通信领域伴随着我国在海洋领域的研究和开发不断深入，各种水下潜器训练、勘探等应用的日益增多，提出了对水下通信隐蔽性的需求。因此，在如此复杂的水声信道中研究水声隐蔽通信技术无疑将成为今后水声通信领域的研究热点。隐蔽通信技术分为主动隐蔽通信与被动隐蔽通信，本论文对被动隐蔽通信进行研究。分别从随机编码、随机突发和仿生伪装三种隐蔽机制对隐蔽水声通信进行研究。具体研究的隐蔽通信技术为：混沌扩频通信、混沌脉宽脉位联合调制通信和鲸鱼叫声掩盖混沌扩频通信。
　　本研究主要内容包括：⑴总结水声信道特性及其对水声通信的影响，阐述几种用于信道分析的有效方法；研究一种利用信道统计特性进行信道建模方法，并将统计特性建模结果与外场试验结果进行对比验证其有效性。⑵在研究一维时间离散混沌映射方法基础上，分析了混沌信号特性，研究了混沌直接扩频码的产生方法与混沌扩频通信原理，并通过矩阵算法实验室仿真与外场试验分析混沌扩频水声通信系统特性。⑶研究了一种基于混沌脉宽脉位联合调制的随机突发隐蔽水声通信算法，介绍混沌脉宽脉位联合调制与解调的方法，阐述混沌脉宽脉位联合调制技术性能理论分析方法，并通过矩阵算法实验室仿真与外场试验分析该联合调制通信系统的特性。⑷研究一种鲸鱼叫声掩盖混沌扩频信号的仿生伪装水声通信方法，介绍在鲸鱼仿生信号中隐藏与提取混沌扩频信号的方法及其同步问题的解决办法，并通过矩阵算法实验室仿真与外场试验分析该仿生通信系统的特性。

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第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 水声信道研究发展现状

1.3 隐蔽水声通信概述

1.4本文研究的主要内容和结构

第2章 水声信道统计特性分析与建模

2.1 水声信道特性概述

2.2 水声信道统计特性分析

2.3 水声统计特性信道建模

2.4 仿真与试验数据分析

2.5 本章小结

第3章 水声混沌扩频通信

3.1 引言

3.2 混沌系统特性分析方法

3.3 一维时间离散混沌映射系统

3.4 混沌扩频通信

3.5 混沌扩频通信系统性能分析

3.6 本章小结

第4章 鲸鱼叫声仿生掩盖混沌扩频通信

4.1 鲸鱼叫声中隐藏混沌扩频信号

4.2 鲸鱼叫声中提取混沌扩频信号

4.3 混沌扩频信号的同步问题

4.4 鲸鱼叫声仿生掩盖通信系统性能分析

4.5 本章小结

第5章 混沌脉宽脉位联合调制（CPWPM）通信

5.1 CPWPM实现

5.2 CPWPM技术性能分析

5.3 仿真与试验结果

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士期间发表论文及获奖情况

致谢