基于DSP的直接序列扩频水声通信技术研究

水声通信由于严重的多普勒效应和多径干扰衰落,导致传输误码率较高,而扩展频谱通信具有较好的抗干扰、抗衰落能力,可以实现数据的远距离、低功耗、高可靠性传输.论文首先对扩频通信中的直接序列扩频技术进行了系统仿真研究,然后在DSP硬件平台上进行实现.最后利用湖试实验,对采用直接序列扩频技术的水声通信功能进行验证.     

低速水声扩频通信系统仿真研究

多径干扰是影响低速水声通信系统的关键问题。文章对低速水声扩频通信系统进行了设计和仿真分析,结果表明,直接序列扩频技术是低速水声通信系统抑制多径效应的一种有效措施。     

循环移位扩频水声通信技术研究磁

直接序列扩频通信系统因为其优良的相关性能,能够在较低的信噪比条件下进行可靠地工作,而拥有良好的抗多径和抗干扰的能力。这对于水声通信信息的无误码传输都是极为可贵的。可是,常规的直接序列扩频水声通信系统的通信速率很低,针对这一特点,论文研究了循环移位扩频水声通信方式,它在保证一定抗干扰能力的前提下成倍数提高直接序列扩频通信系统的通信速率。     

并行组合扩频通信中Logistic-Map序列的优选研究

直接序列扩频通信通常选择m序列和gold码作为地址码，但对于并行组合扩频系统其地址码数最少。在分析并行组合扩频系统基础上，研究Logistic—Map混沌扩频序列优选准则。Logistic—Map混沌扩频序列应用在并行组合扩频系统中，仿真结果表明，Logistic—Map混沌扩频序列可以提供数量众多的适于并行组合扩频通信系统的扩频序列族。     

基于改进r-组合映射编码并行组合扩频通信系统的分析

介绍一种基于r-组合映射关系[1]的并行组合扩频通信系统,通过仿真发现该映射关系不能正确映射信源为全'0'时的信息数据,系统的误码性能不够理想.会产生错误平层.提出一种改进r-组合映射算法.解决了原r-组合映射算法映射不完全的问题.编码和交织技术是改善系统误码性能的有效方法,分析构造了一种编码并行组合扩频通信系统(coded-PC/SS),进一步改善了并行组合扩频系统的误码性能.在改进r-组合编码并行组合扩频系统下,通过仿真分析平衡Gold序列、m序列和Walsh序列对并行组合扩频通信系统性能的影响,得出平衡god序列更适合于并行组合扩频通信.     

对水声直扩通信系统的干扰效果分析

直接序列扩频（DSSS）技术以其良好的抗干扰性、抗衰落性在水声通信领域得到了广泛应用。因此,从通信干扰的角度来看,对直接序列扩频通信系统的干扰效果分析很有必要。首先利用 Matlab 对水声直接扩频通信系统进行仿真。随后用4种典型的干扰方法（宽带噪声干扰、部分频带噪声干扰、音调干扰和脉冲干扰）对此系统进行干扰。通过对4种典型干扰下系统的误比特率曲线进行对比分析。结果表明：在通信机制不明确的情况下宜使用部分频带噪声干扰;当通信机制明确时,使用音调干扰,并且证明了干扰频率的最佳位置;在一定条件下,脉冲干扰能够对直接扩频系统产生有效干扰。以上分析对特定环境下的干扰样式选取具有一定的指导意义。     

对水声直扩通信系统的干扰效果分析

直接序列扩频(DSSS)技术以其良好的抗干扰性、抗衰落性在水声通信领域得到了广泛应用。因此,从通信干扰的角度来看,对直接序列扩频通信系统的干扰效果分析很有必要。首先利用Matlab对水声直接扩频通信系统进行仿真。随后用4种典型的干扰方法(宽带噪声干扰、部分频带噪声干扰、音调干扰和脉冲干扰)对此系统进行干扰。通过对4种典型干扰下系统的误比特率曲线进行对比分析。结果表明:在通信机制不明确的情况下宜使用部分频带噪声干扰;当通信机制明确时,使用音调干扰,并且证明了干扰频率的最佳位置;在一定条件下,脉冲干扰能够对直接扩频系统产生有效干扰。以上分析对特定环境下的干扰样式选取具有一定的指导意义。     

直接序列扩频信号干扰技术研究

直接序列扩频信号在军事通讯中具有广阔的应用前景。针对直接序列扩频通信系统扩频码本身的特点,从理论上推导得出了直接序列扩频信号的时频特性和参数估计。分析了噪声干扰技术和回波模拟技术。通过计算机仿真,对比了样式相同而不同干扰功率情况下直接序列扩频通信误码率,其仿真结果验证了理论推导的正确性。     

小尺度水下多信标定位系统设计

本文设计了一种基于短基线的、适用于小尺度水域(目标在工作范围200m以内)的水声定位系统。系统主要由8通道信号采集设备、水声接收基阵和水下信标组成,通过基阵与信标之间收发的声信号,来完成对信标的定位。声信号为6阶的m序列伪随机码,其产生与发射由MSP430单片机控制。利用码分多址技术区分多个信标发出的声信号,并结合8通道的水声数据,通过匹配滤波的方法获取各声信号的传播时间,最后采用牛顿迭代法求解定位方程,获取信标位置。信标的设计制作费用在一百元以内,成本较低可即用即弃,省去了复杂的信标回收工作。模拟海洋环境的情况下的测试分析显示,该系统的作用距离与定位精度可满足小尺度定位的要求。     

直接序列扩频水声通信技术研究

水声通信技术随着当代通信技术与计算机技术的发展逐渐在通信领域中占据重要地位。由于水声通信与无线电通信的极大不同,所以在研究的问题和难度上都存在着很大的差异。多径干扰是水声通信信道与无线电通信环境中共同存在的干扰影响。为解决多径干扰问题,首先对扩展频谱通信技术进行介绍,并重点对直接序列扩展频谱通信技术的组成和功能进行研究,通过系统仿真,分析直接序列扩展频谱通信的特点,验证直接序列扩展频谱水声通信系统抗多径干扰的性能。     

高精度水下基准位置测量及误差分析

水下基准位置的精确测量是水声高精度定位标定系统的关键技术,它的方位精度直接影响到水声定位系统定位误差的计量。文章详细分析了水下基准安装柱扰曲形变、GPS定位误差、罗经测向误差、纵倾横摇角测量误差对高精度定位标定系统水下基准位置的影响,为工程应用上的误差控制提供了一定的理论支持。     

一种基于混沌序列的短时猝发水声通信方法

传统的水声通信发射信号持续时间长,隐蔽性差和抗干扰能力差。文中设计了一种短时猝发的扩频通信方法,用优选后的混沌序列作为多进制扩频通信的伪随机序列,并将同步信号和数据信息分别放置在不同的子通道上,极大地压缩了发射信号时长。仿真结果表明该方法能大大提高水声通信的抗扰和隐蔽性能。     

融合浮标与潜标的水声定位噪声测量系统

融合浮标与潜标的水声定位噪声测量系统,可实现对监测水域内不同噪声辐射量级目标的全天候噪声测量。高精度时钟及GPS的加入保证该系统能精确预测各时刻水下目标的运动轨迹。该系统在进行噪声测量时,为保证系统精度,使用频谱补偿修正算法,显著提高时延计算精度。该系统的主控软件可显示待测目标的轨迹,并可融合时间、位置、声学测量信息等对水下目标的噪声进行处理,获取噪声功率谱密度等特性。湖上试验的结果表明,该系统定位结果稳定可靠。     

基于FPGA的水下声脉冲通信PPM系统设计

在水下通信领域,由于物理场的限制,以声波作为载体的水声通信是解决水下远距离信息传输的唯一方法。水下声脉冲通信的发展对调制技术提出了更高的要求,脉冲位置调制（PPM）有较高的平功率利用率和传输速率,能够很好地满足实际需求。该设计介绍了脉冲位置调制的原理,详细阐述了脉冲位置调制解调设计方法并基于FPGA对PPM调制解调进行了设计,并用Quartus软件进行时序仿真,验证了设计的正确性。     

水声式自航模运动轨迹实时测量系统

该系统是一种将水声技术和计算机技术相结合的实时测绘系统，主要用于水面和水下自航模型的水平面运动轨迹测量，本文详细介绍了该系统的原理及组成。     

深水区大型构件安装水下测量定位技术

针对深水航道整治工程中梯形空心构件的高精度安装难题,进行构件水下安装测量定位技术的开发与应用研究,为水下安装提供精确方位数据,满足施工精度要求。参考梯形空心构件的外形结构尺寸,利用安装在测量架上的GPS和倾斜仪设备,采集并计算出构件的相关定位数据,根据测量结果对构件进行一次调整。再通过分析水下采集得到的构件图像,计算构件间缝宽,根据分析结果对构件进行二次精确调整。工程实际应用显示,该测量定位系统的平面和高程测量误差不超过±3 cm,测量精度高,能够满足梯形空心构件水下安装的精度要求。     

基于M估计的多UUV协同定位算法

为解决多水下无人航行器(UUV)协同定位系统因水声环境复杂,水声距离观测信息受异常噪声干扰,导致采多UUV协同定位效果变差的问题,本文将M估计算法应用于UUV协同定位中,提出一种基于M估计多UUV协同定位算法。半实物仿真试验结果表明,相较于传统基于扩展卡尔曼滤波算法,所提算法可将定位精度提升30%左右。