导读:本文包含了高速水声通信系统论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:水声,通信,信道,正交,载波,通信系统,复用。
高速水声通信系统论文文献综述
郭思川[1]（2015）在《高速水声通信系统的信道估计》一文中研究指出水声信道是一种环境条件十分恶劣时频双选信道。它不仅是多径的,而且由于声信号在水中的传播速度只有1500m/s,而收发器之间又存在着不可避免的相对移动,这导致多普勒效应十分明显。另外,由于水声信道的特殊性,信号的能量会伴随着频率的增加受到更大的衰减。这些条件使得信道容量随着通信距离的增加极度地受限。因此对于高速水声通信系统而言,一个高效的信道估计和信道跟踪方法是至关重要的。压缩感知理论是一门新兴的信号处理理论,它在无线通信领域已经得到了广泛的认可。该理论可以利用原始信号的稀疏先验信息,通过信号的重构算法来重建原始信号,这一理论给稀疏信道估计带来了新的思路。这种基于压缩感知的信道估计方法能够大大减少训练序列的数量,经典的方法有基追踪,匹配追踪,正交匹配追踪,压缩采样追踪方法等等。由于水声信道中的多径中,只有少数径中具有较高的能量,因此水声信道本身是稀疏的。本文将压缩信道估计应用到水声通信的场景中,提出了一种有效的信道估计方法。与传统的水声通信系统中的信道估计方法相比,本文提出的压缩感知信道估计方法可以充分利用水声信道的稀疏性,从而在只需要少量训练序列的前提下,大大提高了信道估计的准确程度。另外,本文提出的信道估计方法只有在准静态的信道下才能保证比较好的性能。为了能够跟上快速时变的水声信道的变化速度,这种信道估计方法需要的训练序列数量还是太多了。因此为了保证水声通信系统带宽的有效性,同时提高信道估计的准确度,本文提出了一种基于分块的逐块信道跟踪的方法。这种方法能够跟压缩感知信道估计方法相结合,在充分利用水声信道稀疏性的同时,实现对水声信道的跟踪,达到信道估计对准静态信道条件的要求。该信道估计的方案已于澳大利亚西海岸的印度洋海域进行了水下通信实验,结果显示在单发单收未编码的QPSK调制方式的情况下,8kbps数据速率的水声通信系统在1公里传输距离的误比特率只有3%,在6公里传输距离的误比特率只有14%。该方案的效果良好。(本文来源于《北京邮电大学》期刊2015-03-16）
欧远彪[2]（2014）在《基于单载波频域迭代均衡的高速水声通信系统设计与技术研究》一文中研究指出地球表面70%的区域是海洋,蕴藏了丰富的资源,但由于水下通信技术发展得十分缓慢,海洋资源的开发利用也是十分有限。在人类社会快速发展的今天,对资源的需求日益增大,陆地上的资源已逐渐显现出供不应求的趋势,在商业利益以及社会发展的驱动下,对海洋的开发势在必行。而海洋资源的开发利用的一大前提就是具有足够可靠的水下通信系统。可以预见未来对海洋的开发,必然极大地依赖于水声通信技术的发展。因此,海洋必将成为下一代产业革命和科技革命的主战场。但由于水声信道是一个极其复杂的带宽受限、噪声多样、多径复杂、时变剧烈的信道,建立一个可靠的水声通信系统十分具有挑战性。本论文研究的主要内容是高速水声通信系统中均衡器的设计,从研究水声信道的特性开始,分析水声信道的复杂多变性,然后研究了单载波频域均衡(SC-FDE)系统的基本原理,结合水声信道特性给出了SC-FDE系统关键参数的设计。并且根据水声信道时变特性较显着的特点,深入地研究了单载波频域迭代均衡(SC-IFDE)算法,SC-IFDE均衡器利用均衡后比特流的外信息反馈,迭代地处理同一个数据帧,逐步消除码间干扰,提升均衡效果。在迭代过程中,SC-IFDE均衡器首先利用反馈回来的先验信息对发送符号进行估计,然后对接收到的频域符号用MMSE准则进行非线性频域均衡,均衡输出的时域符号、畸变系数等传递给对数似然比计算器,计算均衡后比特流的外信息,以便反馈回输入端作为先验信息用于下一次迭代。此外,为了解决信道时变引起的信道估计不准确问题,在SC-IFDE系统中引入了信道跟踪模块,通过把一帧数据分割成足够小的子块来跟踪信道的变化。在信道跟踪模块与SC-IFDE结合方式中,根据对迭代过程中信道冲激响应的利用方式,分成基于分块递推信道跟踪的SC-IFDE系统和基于分块迭代信道跟踪的SC-IFDE系统。最后,本文使用项目组2012年进行的海洋实验采集的数据,对SC-IFDE系统的关键技术和性能进行研究验证,通过实验数据证明了SC-IFDE系统通过反馈均衡后比特流的外信息迭代处理,能逐步提升系统的误码性能。此外,还证明了基于分块迭代信道跟踪的SC-IFDE系统效果要优于基于分块递推信道跟踪的线性MMSE均衡系统和SC-IFDE系统。(本文来源于《北京邮电大学》期刊2014-11-24）
郑伟宇[3]（2014）在《基于分数阶Fourier变换的高速Chirp扩频水声通信系统的关键技术研究》一文中研究指出伴随着对海洋开发和利用的深入,人们对于海洋声通信的可靠性和速率提出了更高的要求。但受限于海洋信道的复杂特性,如何实现高速可靠的水声通信是一大挑战。Chirp信号同时在时域和频域进行扩展,在水下通信过程中具有良好的抗频率选择性衰落和抗多普勒频移的特性。分数阶Fourier变换作为一种以Chirp信号为核函数的时频变换,在对Chirp信号的检测和参数估计上有不可替代的优势。论文首先研究了基于分数阶Fourier变换的多分量Chirp信号的检测方法,并在此基础上结合二进制键控,设计了多载波Chirp扩频系统。为解决在有限的水声通信带宽内提升多载波Chirp扩频系统速率的难题,结合并行组合扩频技术提出了并行组合Chirp扩频系统,并使用单阵元时间反转镜技术作为通信系统的抗码间干扰的技术。上述两个系统分别在厦门大学实验水池及厦门港附近海域进行了实验。结果表明,论文所提出的两个通信系统在特定的水下环境中,具备高速和可靠的通信的能力。本文的主要工作概括如下：1.介绍了国内外Chirp水声通信的研究现状,及海洋声信道的特性,分析了信道对通信系统的影响；2.利用Chirp信号在分数阶Fourier变换域上的能量聚集特性,通过在分数阶Fourier变换域对多分量Chirp信号滤波的方法,完成了多分量Chirp信号的检测和参数估计算法研究。3.利用Chirp信号自身优异的抗频率选择性衰落和抗多普勒频移的特性,结合二进制正交键控调制,在保障系统稳定性的前提下设计了多载波Chirp扩频水声通信系统,接收端使用分数阶Fourier变换的方法进行解调,相比传统的Chirp扩频系统,速率得到了一定程度的提升。4.针对多载波Chirp水声通信系统的速率提升依赖于载波数量的问题,结合并行组合扩频技术提出了并行组合Chirp扩频水声通信系统,使得在发送较少载波的情况下实现系统速率的进一步提升。接收端使用分数阶Fourier变换进行解调提高了系统的可靠性,同时降低了接收机的复杂度。5.针对实际水声信道可能存在强码间干扰的现象,将单阵元被动时间反转镜技术应用到并行组合Chirp扩频系统中。仿真结果表明,通过被动时反技术的使用,并行组合Chirp扩频系统的高速和可靠的通信能力得以发挥得更好。6.在实验室水池和厦门港附近海域实验表明,多载波Chirp扩频水声通信系统和并行组合扩频Chirp水声系统均可以较高的速率实现通信,同时也具有较高的可靠性。(本文来源于《厦门大学》期刊2014-05-01）
梁铭倩,冯静,余华,季飞,陈芳炯[4]（2013）在《基于软件无线电技术的高速水声通信实验系统设计》一文中研究指出水声信道的频带极其有限和多径干扰严重是目前制约水声通信数据率提高的主要瓶颈。正交频分复用(OFDM)技术因具有抗多径干扰和频谱利用率高等特性而被大量通信标准采用。同时,软件无线电技术可简化系统的硬件结构、节省成本且便于升级。结合两种技术的优势,设计了一种基于软件无线电技术的高速水声通信系统。论文详细描述了系统框架、软硬件设计和信号处理流程。最后通过水声实验,验证了该系统具有可靠的传输性能。(本文来源于《海洋技术》期刊2013年04期）
王翔[5]（2013）在《高速水声通信网络节点系统平台设计》一文中研究指出水声通信网络节点是水下声通信网络的基本单元，同时又是由水声换能器、信号处理器、设备接口以及电源与控制器等模块组成的机电一体化复杂系统。集成上述功能模块、构建节点平台、开展系统联调和外场试验、实现水下信息的采集、存储和传递等主要功能，是开发中的节点投入工程应用之前必须的关键步骤。本文研究根据水声通信网络节点的功能需求，搭建了节点系统平台，包括单片机值班电路、ARM网络信息处理电路和底板电路的设计和软硬件实现。设计的430单片机值班电路采用低功耗芯片与基于FFT的信号处理算法，实现了节点的唤醒、通信和休眠等基本功能。理论运行时间可达636天，满足系统休眠检测工作1年以上的指标要求。设计的ARM网络信息处理电路，能够充分发挥Windows CE6.0操作系统良好的可裁剪性，在实现数据链路层和网络层协议的同时，满足了硬件平台多接口扩展的要求。设计的电源供电模块可为各系统模块提供低噪声供电，并实现供电可控。连接各模块的底板电路充分考虑了噪声干扰和板间串扰，同时也为系统的功能拓展预留了接口。集成已有DSP、交换机、功放等模块和新设计模块，完成节点系统平台的整体组装，通过水池试验，测试各个模块能够正常运行，实现了通信节点的基本功能。在牡丹江市莲花湖，进行了点对点通信试验，在直线距离3.1km，OFDM算法满足高速通信要求。在杭州市千岛湖进行了4节点组网试验，通过运行ALOHA(Additive LinkOn-line Hawaii system)协议和MACAW(MACA for Wireless)协议，验证了由传感器节点、中继转发节点和网关节点组成的多跳式组网能够实现高速水声通信网络的各项功能和指标。本文设计的高速水声通信网络节点平台已实现基本的组网通信功能，为后续实现多节点、水下自组网试验奠定了基础。对水声节点的开发与水声通信网络的建设具有重要的意义。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2013-03-04）
王飞[6]（2013）在《蛟龙入海通天地 听涛观洋竞风流》一文中研究指出2012年6月24日，一个注定将写入中国载人深潜历史的时刻。 这天清晨，北纬10度59分，东经141度59分的太平洋海面上波涛翻滚。此时，中国首台载人深潜器“蛟龙”号正在母船“向阳红09”上进行着各项“热身”活动，准备执行我国载人深潜7000米(本文来源于《科技日报》期刊2013-01-19）
乔钢,王巍,郭冉,Rehan,Khan,王玥[7]（2012）在《OFDM高速水声移动通信系统方案设计(英文)》一文中研究指出The major constraint on the performance of orthogonal frequency division multiplexing(OFDM) based underwater acoustic(UWA) communication is to keep subcarriers orthogonal.In this paper,Doppler estimation and the respective compensation technique along with various diversity techniques were deliberated for OFDM-based systems best suited for underwater wireless information exchange.In practice,for mobile communication,adjustment and tuning of transducers in order to get spatial diversity is extremely difficult.Considering the relatively low coherence bandwidth in UWA,the frequency diversity design with the Doppler compensation function was elaborated here.The outfield experiments of mobile underwater acoustic communication(UWAC) based on OFDM were carried out with 0.17 bit/(sHz) spectral efficiency.The validity and the dependability of the scheme were also analyzed.(本文来源于《Journal of Marine Science and Application》期刊2012年01期）
余卉[8]（2011）在《高速水声通信系统设计与仿真》一文中研究指出水声通信技术最初应用于军事领域,在国防上具有重大的战略意义,最近十几年随着人类对海洋资源的不断开发和利用显示了水声通信广阔的民用、商用前景。实现水下高速率数据传输一直是水声通信科研人员研究的热点之一。早期研究表明声传播损失和海水吸收使得水声信道带宽和信号传播距离受到极大的限制,另外,水声信道典型的时变多途衰落特性决定了在过去很长的一段时间内,水声通信系统只能采用降低码速率、非相干解调、频率调制的方式来实现可靠通信。正交频分复用(OFDM)技术由于具有频谱利用率高和较强的抗多径干扰能力,并且作为一种多载波调制技术,可以实现高速率数据通信而为高速率水声通信带来希望。本文围绕OFDM的IFFT/FFT实现以及OFDM应用于水声通信系统的部分关键技术展开讨论与研究。主要工作包括:对OFDM原理进行详细阐述;分析了保护间隔如何对抗多径干扰,给出了两种常见的保护间隔形式,并对它们的优缺点进行了比较;讨论了四种基于IFFT/FFT实现OFDM系统模型,对比它们实现起来的复杂性及系统的传输效率;重点研究了信道估计技术,首先介绍了几种常见导频结构,接着对导频子载波处信道估计分别采用LS准则和MMSE准则进行估计,对比了两种算法的均方误差值和给系统带来的误码率,然后讨论了几种插值算法来估计数据子载波处的信道响应值,对这些算法进行仿真并对比分析结果;最后给出了OFDM水声通信系统的整体性能仿真结果和分析。(本文来源于《华中科技大学》期刊2011-02-01）
王熹[9]（2010）在《基于OFDM的高速水声通信系统研究》一文中研究指出基于OFDM的高速水声通信系统具有较高的频带利用效率和系统容量,能够有效对抗水声多途信道的频率选择性衰落,并且可以应用DSP技术来降低系统实现的复杂度和开发成本,是近年来水声通信领域研究的热点。以往对水声OFDM通信系统的研究都是在假设循环前缀的长度能够对抗信道多途干扰的条件下进行的,由于水声信道中存在着极强的多途干扰,当信道的最大时延扩展一旦超出循环前缀的长度时,在接收端就会形成码间干扰和载波间干扰,严重影响系统的性能。本文主要针对如何在不增加系统冗余的前提下,当信道的最大时延扩展超出循环前缀长度时仍能保证通信系统具有良好性能这一问题展开研究。本文首先对水声信道的基本传输特性进行了初步研究,并采用N径确定性模型对影响水声通信系统性能的若干因素进行了仿真分析。其次对OFDM技术的基本原理和关键技术进行了深入研究,针对水声信道的特点对OFDM系统参数进行设计,并通过仿真的方法对水声OFDM系统中的一些关键技术对系统性能的影响进行分析。最后在对水声信道多途干扰对接收信号的影响进行详细分析的基础上,对基本的水声OFDM系统结构进行了改进,在接收端进行DFT变换前加入相对较短的时域均衡器,将信道较长的冲激响应缩短到系统循环前缀长度的范围内,以达到在不增加系统循环前缀的条件下,将多途干扰的影响降到最低的目的;并对两种多载波调制技术中应用较为广泛的时域均衡器训练算法在水声环境下进行了比较。理论分析及仿真结果表明,改进后的水声OFDM系统能够在信道具有严重时延扩展的情况下保证通信性能,并且基于MMSE准则的时域均衡算法由于计算复杂度较低,抗噪声性能较好,适合在水声环境下应用。(本文来源于《燕山大学》期刊2010-05-01）
王华荣[10]（2006）在《盲均衡算法在高速水声通信系统中的应用研究》一文中研究指出水声信道中广泛存在着多途传播效应，由多途效应导致的码间干扰是高速水声通信中的主要障碍。传统的自适应均衡技术作为对抗码间干扰的一种有效技术而被广泛采用，其原理是周期性的发送训练序列来跟踪信道的变化。但由于水声信道多变的时、空特性，而该技术则需要频繁发送训练序列跟踪信道的变化，这无疑降低了水声信道带宽的利用率和通信效率。然而，盲均衡技术无需发送训练序列就可跟踪信道变化，可有效提高数据的传输速率及可靠性。因此，本论文主要研究盲均衡技术在高速水声通信系统中的应用。 本论文根据水声信道的特性，在对叁种不同的水声信道模型研究的基础上，对几种应用比较广泛的盲均衡算法进行了研究，对它们的原理和结构进行了详细分析，并且分别对其在特定的水声信道中的性能进行了计算机仿真研究，得到了满意的结果。同时，基于虚拟仪器的思想建立了一个简单的水声通信系统，用LabVIEW开发环境完成了关键技术的设计，并在消声水池中用实验的方法对所研究的盲均衡算法进行了进一步的验证。(本文来源于《西北工业大学》期刊2006-03-01）
高速水声通信系统论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
地球表面70%的区域是海洋,蕴藏了丰富的资源,但由于水下通信技术发展得十分缓慢,海洋资源的开发利用也是十分有限。在人类社会快速发展的今天,对资源的需求日益增大,陆地上的资源已逐渐显现出供不应求的趋势,在商业利益以及社会发展的驱动下,对海洋的开发势在必行。而海洋资源的开发利用的一大前提就是具有足够可靠的水下通信系统。可以预见未来对海洋的开发,必然极大地依赖于水声通信技术的发展。因此,海洋必将成为下一代产业革命和科技革命的主战场。但由于水声信道是一个极其复杂的带宽受限、噪声多样、多径复杂、时变剧烈的信道,建立一个可靠的水声通信系统十分具有挑战性。本论文研究的主要内容是高速水声通信系统中均衡器的设计,从研究水声信道的特性开始,分析水声信道的复杂多变性,然后研究了单载波频域均衡(SC-FDE)系统的基本原理,结合水声信道特性给出了SC-FDE系统关键参数的设计。并且根据水声信道时变特性较显着的特点,深入地研究了单载波频域迭代均衡(SC-IFDE)算法,SC-IFDE均衡器利用均衡后比特流的外信息反馈,迭代地处理同一个数据帧,逐步消除码间干扰,提升均衡效果。在迭代过程中,SC-IFDE均衡器首先利用反馈回来的先验信息对发送符号进行估计,然后对接收到的频域符号用MMSE准则进行非线性频域均衡,均衡输出的时域符号、畸变系数等传递给对数似然比计算器,计算均衡后比特流的外信息,以便反馈回输入端作为先验信息用于下一次迭代。此外,为了解决信道时变引起的信道估计不准确问题,在SC-IFDE系统中引入了信道跟踪模块,通过把一帧数据分割成足够小的子块来跟踪信道的变化。在信道跟踪模块与SC-IFDE结合方式中,根据对迭代过程中信道冲激响应的利用方式,分成基于分块递推信道跟踪的SC-IFDE系统和基于分块迭代信道跟踪的SC-IFDE系统。最后,本文使用项目组2012年进行的海洋实验采集的数据,对SC-IFDE系统的关键技术和性能进行研究验证,通过实验数据证明了SC-IFDE系统通过反馈均衡后比特流的外信息迭代处理,能逐步提升系统的误码性能。此外,还证明了基于分块迭代信道跟踪的SC-IFDE系统效果要优于基于分块递推信道跟踪的线性MMSE均衡系统和SC-IFDE系统。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
高速水声通信系统论文参考文献
[1].郭思川.高速水声通信系统的信道估计[D].北京邮电大学.2015
[2].欧远彪.基于单载波频域迭代均衡的高速水声通信系统设计与技术研究[D].北京邮电大学.2014
[3].郑伟宇.基于分数阶Fourier变换的高速Chirp扩频水声通信系统的关键技术研究[D].厦门大学.2014
[4].梁铭倩,冯静,余华,季飞,陈芳炯.基于软件无线电技术的高速水声通信实验系统设计[J].海洋技术.2013
[5].王翔.高速水声通信网络节点系统平台设计[D].哈尔滨工程大学.2013
[6].王飞.蛟龙入海通天地听涛观洋竞风流[N].科技日报.2013
[7].乔钢,王巍,郭冉,Rehan,Khan,王玥.OFDM高速水声移动通信系统方案设计(英文)[J].JournalofMarineScienceandApplication.2012
[8].余卉.高速水声通信系统设计与仿真[D].华中科技大学.2011
[9].王熹.基于OFDM的高速水声通信系统研究[D].燕山大学.2010
[10].王华荣.盲均衡算法在高速水声通信系统中的应用研究[D].西北工业大学.2006
论文知识图
