高速水聲通信中OFDM的關鍵技術與應用研究.pdf

1、水聲通信技術在國防上具有重大的戰(zhàn)略意義，同時也越來越多地被應用到海洋環(huán)境考察、資源開發(fā)等民用領域。水聲信道高速率數據傳輸更成為水下通信技術的前沿熱點研究課題之一，也是一項刻不容緩的任務。高速水聲通信面臨最困難的問題就是多途干擾，其中碼元的自多途引起接收信號的幅度衰落，碼元間的互多途引起接收信號的碼間干擾；再加上海洋環(huán)境的高噪聲背景、低的載波頻率、極為有限的帶寬以及傳輸信道的時間-空間．頻率變化特性，使水聲信道成為迄今為止最困難的無線通信

2、信道；正因為如此，高速可靠的水聲通信已成為世界性的難題。本文主要針對高速水聲通信中OFDM的關鍵技術與應用進行了研究，所做的工作主要有： 1．高速水聲通信中OFDM的關鍵技術研究。論文針對高速水聲通信中OFDM的部分關鍵技術進行了仿真研究，并通過湖上和海上試驗數據進行了驗證。主要研究的關鍵技術有： 1)保護間隔：本文就保護間隔對OFDM系統(tǒng)的影響進行了分析，并結合深海水聲信道的特點提出了一種可適合于深海水聲通信的保護間隔

3、結構，仿真結果表明該結構具有較好的效果。 2)信道估計：本文主要討論了導頻輔助信道估計方法，比較了梳妝導頻與塊狀導頻的性能，特別研究了水聲信道中導頻插入間隔對系統(tǒng)性能的影響。 3)頻率同步：本文針對頻率同步對OFDM系統(tǒng)的性能影響進行了分析，提出了一種頻偏估計方法，仿真結果表明該方法具有較高的估計精度，并通過試驗數據驗證了該方法在移動水聲通信中的可行性。 4)相位噪聲：本文進行了相位旋轉的理論分析，并針對采樣時鐘

4、偏差導致的相位噪聲進行了研究；提出了一種基于雙符號塊狀導頻的補償采樣時鐘偏差的相位補償方法，并通過仿真和試驗數據進行了驗證。 2．高速水聲通信中OFDM技術的試驗研究。本文結合OFDM關鍵技術分別進行了高速水聲通信中OFDM技術的湖上和海上試驗研究，試驗研究結果表明，采用OFDM技術進行高速水聲通信是切實可行的，具有較高的通信速率和較低的誤碼率；同時也驗證了各關鍵技術在水聲信道中的實用性。 3．高速水聲通信中OFDM技術的系統(tǒng)應