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在中远程海洋水声信道中，可用带宽窄、多途干扰强、信号起伏衰落严重等因素成为水声信息高速可靠传输的主要障碍，因此如何在远程水声信道中高速率准确地传输数据，成为水声通信技术一个难点。联合频率相位调制(JFPM)同时利用频率信息及相位信息，具有较高的频带利用率和功率效率。本文通过深入研究JFPM调制理论，提出了一种适用于远程水声通信的自差分联合频率相位调制(SD-JFPM)方法，并进行了湖上实验验证。结果表明该方法原理正确，有效可行，具有带宽利用率高，通信距离远，抗多径干扰强的优点，可以满足远程高速水声通信的要求。 论文的主要工作和研究成果包括以下几个方面： 1．在深入研究联合频率相位调制(JFPM)技术基本理论的基础上，提出了一种基于自差分的联合频率相位调制(SD-JFPM)方法。研究结果表明：在衰落信道中，SD-JFPM比JFPM方法具有更强的抗多径性能，因此更适用于远程水声通信。 2．针对SD-JFPM调制，提出了基于频谱结构的相位信息解调方法。该方法利用信号能量进行调制相位估计，因此对同步误差、多普勒效应及多径影响并不敏感。研究结果表明：当信噪比SNR=0dB、同步误差为码元长度的1／10、多普勒因子为0.0022时，该方法仍能正确解调相位信息。 3．针对SD-JFPM调制，提出基于相位补偿的频率解调方法。该方法首先利用调制相位估计值对各个码元进行相位补偿，然后再使用频率估计方法进行频率信息的解调。试验结果表明，在通信距离为25km时，由于使用了相位补偿措施，频率信息解调的误比特率(纠错前)可由原来的4.1％降低到0.65％以下。 4．为了保证SD-JFPM系统有较高的同步精度，提出了一种多段组合线性调频同步头信号(MLFM)。研究结果表明：当多普勒因子δ=0.001时，线性调频信号(LFM)的同步误差为7.9毫秒，而MLFM信号的同步误差仅为3.0毫秒，同步精度提高一倍以上。 5．利用已建立的水声通信系统，对基于自差分联合频率相位调制(SD-JFPM)方法进行了湖上实验验证。实验表明：SD-JFPM水声通信方法原理正确，性能可靠，取得了在通信距离为10km、120bit／s的通信速率，纠错前误比特率为0.9％，以及通信距离为25km、120bit／s的通信速率，纠错前误比特率为1.6％的良好结果，与相同带宽和载波数的单一频率调制的FSK方法相比，可使数据率提高50％，由