基于OFDM提高深海投弃式剖面仪传输性能的研究

摘要

深海蕴藏着丰富的矿产、生物等自然资源，作为一个海洋大国，深海资源的开发以及深海水文数据的获取对我国未来的经济建设和海上军事强国战略都将具有重要的意义。深海投弃式温盐深剖面仪(Expendable Conductivity Temperatureand Depth Profiling System)简称XCTD，是国外近年来研制的一种高性价比深海探测型设备，由于其具有走航、实时、大面积、低成本和高精度测量的特点，自问世以来就得到了海洋学家和研究学者的高度关注。
　　考虑到仪器重量、成本以及复杂的海洋环境等原因，XCTD信道采用的是单根双股漆包线，信道呈现时变、低通窄带、低信噪比的特点。目前XCTD信道主要采用单载波ASK、DPSK传输方式，但传统单载波传输方式下提高信号的传输速率，信号的幅值将大大减小，在一定的传输频率下，随着探测深度的增大，信号的幅值衰减越大，因此受信道条件的限制，如何在充分利用有限带宽资源的同时进一步提高XCTD信道传输性能成为了研究的主要目的。
　　本文首先对XCTD信道的电路模型进行了优化，接着针对XCTD信道的特点进行了分析，提出了OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术适用于XCTD信道传输的技术优势，然后在Simulink平台上搭建了XCTD信道的仿真电路模型，在此基础上建立了OFDM系统的仿真模型，详细对比了OFDM与单载波传输方式ASK、DPSK的仿真结果，验证了OFDM技术在保证XCTD信号传输准确性的同时提高了信号的传输速率。最后，利用RS编码和过采样技术对OFDM仿真系统进行了优化，通过仿真结果更进一步证明了OFDM技术提高XCTD信道传输性能的可行性和有效性，对提高XCTD信道传输性能的研究提供了一种新的思路。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 课题研究的国内外现状

1．2．1 国外现状

1．2．2 国内现状

1．3 XCTD的工作原理

1．4 OFDM技术简介

1．4．1 OFDM的演进

1．4．2 OFDM原理解析

1．4．3 OFDM的应用现状

1．5 课题的主要任务

第二章 信道仿真电路模型

2．1 XCTD信道特性分析

2．1．1 XCTD信道参数变化及信道模型优化

2．1．2 XCTD信道的特性分析

2．1．3 OFDM适用于XCTD数据传输的技术优势

2．2 XCTD信道仿真电路模型的建立

2．2．1 Simulink仿真平台简介

2．2．2 XCTD信道仿真电路模型的建立

2．3 本章小结

第三章 基于XCTD信道的OFDM系统仿真模型的建立

3．1 OFDM系统仿真模型的建立

3．1．1 OFDM系统仿真模型的关键参数设计

3．1．2 OFDM系统仿真模型的搭建与调试

3．2 本章小结

第四章 OFDM与单载波传输方式的仿真对比分析

4．1 单载波传输方式下XCTD传输性能的仿真分析

4．1．1 ASK传输方式下XCTD的传输性能分析

4．1．2 DPSK传输方式下XCTD的传输性能分析

4．2 OFDM传输方式下XCTD传输性能的仿真分析

4．3 本章小结

第五章 基于XCTD信道的OFDM系统仿真模型的优化设计

5．1 基于RS编码和过采样技术对OFDM系统进行优化

5．1．1 RS编码技术简介

5．1．2 过采样技术简介

5．1．3 基于RS编码和过采样技术的OFDM系统的建立

5．2 RS编码和过采样技术对OFDM系统传输性能的影响

5．2．1 不同探测深度下RS编码和过采样对OFDM系统传输性能的影响

5．2．2 不同噪声量级下RS编码和过采样对OFDM系统传输性能的影响

5．3 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况

致谢