基于CCK-SCFDE水声通信系统关键技术的研究

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随着海洋开发和利用的不断深入,水声通信技术在海洋经济发展和国防建设中发挥了越来越重要的作用。由于水声信道是一个极其复杂的信道,其多径效应使信号产生衰落,严重影响了水声通信系统的性能,实现高速、可靠的水声通信已经成为世界性难题。   单载波频域均衡(SC-FDE)技术,可以有效地对抗频率选择性衰落,具有复杂度小、信号峰均比低等优势。而CCK技术作为一种软扩频方式,将扩频、编码与调制技术相结合,能够以较小的代价支撑高数据率发送,在多径干扰环境下具有优异的性能。本文根据水声信道的特点,将CCK编码应用于SC-FDE水声通信系统中,在不明显损失数据率的前提下,获得了编码增益,提高了系统的性能。   本文首先研究了海洋信道模型,分析其物理特性,阐述了信道编码、扩频这两种抗干扰技术在水声通信中的应用,着重研究了CCK技术,比较了它同相同码率卷积码在水声信道下的性能。接着研究了频域均衡原理,水声通信中SC-FDE的同步技术、信道估计和均衡算法,比较了gold序列和UW序列的信道估计性能。基于以上研究成果,设计了CCK-SCFDE水声通信系统,并进行了一系列的水池实验。最后,在厦门五缘湾进行海上实验,获取了该海域信道信息和噪声数据,并以实测海洋信道等信息为基础对CCK-SCFDE性能进行了仿真分析。   实验结果表明,基于CCK-SCFDE的水声通信系统能够有效地消除码间干扰,降低多径衰落对系统的影响,实现高速传输,取得很好的通信效果。  
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