检索结果-南通市图书馆

作者：詹悦哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

本文研究了水下多节点通信及相对定位技术,设计了一种适用于水下多节点(如AUV、浮潜标等)集群编队作业的通信定位一体化设备,主要贡献包括:系统采用OFDM技术进行通信,采用单矢量水听器完成主动定位,实现水下信息交互、相互定位及指令传... 详细信息

本文研究了水下多节点通信及相对定位技术,设计了一种适用于水下多节点(如AUV、浮潜标等)集群编队作业的通信定位一体化设备,主要贡献包括:系统采用OFDM技术进行通信,采用单矢量水听器完成主动定位,实现水下信息交互、相互定位及指令传输等功能。首先,本文对水声信道的特性进行研究,根据实测试验数据中的声线分布建立水声信道模型,验证浅海环境下信道呈现时不变稀疏的特性。本文着重研究水声OFDM通信系统中的信道估计技术,针对信道的簇状稀疏特性研究了基于Chirp-Z变换的正交匹配追踪(OMP)算法来估计信道的路径时延,仿真结果表明:改进算法提高了估计精度,采用低复杂度的快速计算方法实现,可降低系统约30%的运算量,适用于系统实现。其次,本文利用单矢量水听器完成方位估计,结合应答时延测距方法实现系统定位功能。本文研究了时域、频域平均声强器等窄带信号方位估计算法;研究了直方图及加权直方图等宽带信号方位估计算法。仿真结果表明:频域平均声强器法处理窄带信号,估计性能较高且更加稳定,直方图法可以估计宽带连续谱目标,抗线谱干扰效果较好,而加权直方图法则适用于估计线谱目标,抗宽带相干干扰效果好。根据系统需要,本文在处理器上实现了频域声强器测向算法。再次,依据技术指标,本文对系统的信号帧结构及参数进行设计,计算了发射端声源级及接收端前放的动态范围。依据参数要求,基于STM32F767数字处理平台完成硬件平台设计及驱动程序的编写,包括A/D采集电路及信号调理(前置放大、功率放大)电路。同时,对编队作业中主从机的软件流程进行编写,包括时序设计、信号处理流程、维持系统正常工作的通信协议及处理器指令。本文重点在该平台完成同步检测、基于Chirp-Z变换的OMP信道估计算法及单矢量水听器定位算法的实现,并采用快速算法进行优化,确保了系统的实时性及准确性。最后,本文完成了对系统主要功能电路的测试并进行实验室电联调,通过测试系统的通信成功率,来验证通信功能的可行性。此外,通过海试试验,验证了系统的通信及定位中的测向、测距功能正常,表明该系统满足技术指标要求,可以应用于AUV集群编队及蛙人协同作业等水下多节点的场景。

关键词：水声通信单矢量水听器矢量定位信道估计 AUV集群

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水声单边带语音通信系统设计与测试

水声单边带语音通信系统设计与测试

作者：张文泉哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

本文以数字运算的方式实现了一个水声单边带语音通信系统,并对系统的主要功能进行测试。首先,调制方面,模拟调制的通信方式在水下通信至今仍有一席之地,且具备一定数字调制没有的优势,本文选用模拟调制中的单边带调制方式对语音信号进... 详细信息

本文以数字运算的方式实现了一个水声单边带语音通信系统,并对系统的主要功能进行测试。首先,调制方面,模拟调制的通信方式在水下通信至今仍有一席之地,且具备一定数字调制没有的优势,本文选用模拟调制中的单边带调制方式对语音信号进行调制处理。同时以多种实现方式实现并比较分析;信号处理方面,本文详细讲述了在对语音信号进行优化处理时所涉及到的多项内容,包括信号分帧、端点检测、谱减法降噪、语音幅度增益调整等,并进行仿真,对相应算法的可行性进行验证。其次,研究了水声信道对于水下单边带语音通信系统造成的影响,对水声信道自身特性及影响进行简要介绍,运用bellhop完成了对于水声信道的模拟建制。利用基于线性调频信号的信道估计方法完成对水下信道的估计,对于水声信道对单边带语音通信系统造成的多径效应干扰,采用并比较基于频域直接处理以及基于被动时反镜处理的两种去多径干扰的方法,分析两者对于接收端语音的恢复效果。再次,对该系统的硬件平台进行设计与搭建,结合实际情况确立系统各项指标的参数值,同时介绍了硬件平台的主要模块构成与芯片的选定,包含DSP、语音采集、A/D、D/A、功放、前放等;算法实现方面,详细介绍了软件总体框架及相关功能的算法包括:主程序设计、语音采集、语音及信道处理等。最后,本文对系统硬件中主要功能模块的电路进行测试,测试完成后在信道水池以及松花江进行试验以验证整个系统的性能,分析实验数据并对系统性能进行评估,验证系统的可行性,表明其满足设计要求、满足应用场景,得出结论。

关键词：水声语音通信模拟调制单边带信道估计被动时反镜处理

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基于正交时频空调制的水声通信关键技术研究

基于正交时频空调制的水声通信关键技术研究

作者：林静怡哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

正交时频空(Orthogonal Time Frequency Space,OTFS)调制技术是一种用于无线通信中,改善并解决高速移动通信系统受到的严重多普勒效应及信道影响的方案。通过将信号放置在时延-多普勒域进行调制而非时频域,可使OTFS相比传统的正交频分复... 详细信息

正交时频空(Orthogonal Time Frequency Space,OTFS)调制技术是一种用于无线通信中,改善并解决高速移动通信系统受到的严重多普勒效应及信道影响的方案。通过将信号放置在时延-多普勒域进行调制而非时频域,可使OTFS相比传统的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术能够更有效地抵抗多普勒频移效应,同时具有更低的信号峰均比和发射机复杂度,可有效消除或改善OFDM系统受到的水声双扩展信道的影响,进而提升水声通信系统的稳定性。本文对基于OTFS调制方式的水声通信系统关键技术进行了研究,利用OTFS技术可以与多载波调制解调器良好结合的优势基础,构建了一种基于OTFS调制的水声通信系统。在时变水声信道下,从噪声强度、多途及多普勒效应等方面对其进行了理论仿真与实际测试,并通过仿真以及实测数据解调结果对基于OTFS的水声通信系统的性能进行了评估和验证。首先介绍了 OTFS以及OFDM调制技术的基本架构,针对时变水声信道的复杂性,从衰减和噪声、多途、多普勒效应、时变性等方面进行理论仿真分析。基于时变声传播模型建立起能够完整描述信道测试系统性能的时变水声信道模型。在射线声学模型的基础上增加发射机与接收机之间的相对运动以及风速影响海洋随机起伏界面特性等环境因素对于信道的影响,对不同参数设定下的水声信道特性进行仿真分析,更精细地表示了水声信道变化特征,为后续水声通信系统的建立提供了信道假设基础。在理论研究的基础上,本文构建了一种基于OTFS的水声通信系统。详细介绍了OTFS水声通信系统的基本架构,通过在上述建立的时变水声信道模型下进行了仿真,仿真结果表明,在双扩展信道的恶劣环境条件下,随着信噪比的增大,OTFS系统整体上较OFDM系统误码率降低的幅度更大,且表现出了更佳的抗多普勒频移能力。当误码率处于10-4的量级时,编码后的OTFS-BPSK的系统性能较OFDM-BPSK系统提升了近2dB。该方法已于2022年12月在中国荆门漳河水库进行了浅水实验验证。实验数据表明,在0.5～1km的水平范围内,收发双方处于相对运动状态下,编码后的OTFS-BPSK的误码率达到了 4.41×10-4,当误码率处于10-3的量级时,编码后的OTFS-BPSK 比 OFDM-BPSK性能提升1.5dB左右。由仿真及实验结果表明,OTFS水声通信系统可以作为传统OFDM系统的备选方案,这为提升高速水声通信系统的稳健性方面提供了新的思路和研究方向。

关键词：水声通信正交时频空调制时变水声信道

基于四元数的矢量水听器阵DOA估计算法研究

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基于四元数的矢量水听器阵DOA估计算法研究

作者：夏雪芹哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

基于矢量水听器(Acoustic Vector Sensor,AVS)的DOA估计技术作为一个重要研究方向,在声纳探测与定位、水下声通信等领域体现了优越性。传统的矢量水听器DOA估计方法忽略了矢量水听器各通道数据的正交性,因此未能充分利用矢量水听器技术... 详细信息

基于矢量水听器(Acoustic Vector Sensor,AVS)的DOA估计技术作为一个重要研究方向,在声纳探测与定位、水下声通信等领域体现了优越性。传统的矢量水听器DOA估计方法忽略了矢量水听器各通道数据的正交性,因此未能充分利用矢量水听器技术的优势。而四元数的正交结构可以保证AVS各分量的固有指向性,为充分利用矢量水听器技术提供了一种可行的解决思路。在此背景下,本文将四元数理论运用到矢量阵DOA估计中,研究了一系列适用于水下窄带信号的高分辨、高鲁棒、低复杂度的DOA算法。全文主要内容为:1.介绍四元数理论知识,讨论基于声压阵和矢量阵的接收信号模型,然后重点介绍常规波束形成、最小方差响应无失真、多重信号分类三种DOA估计经典算法。最后通过仿真实验证明了矢量水听器阵列进行DOA估计的优越性,并对三种算法的DOA估计性能进行对比。2.研究阵列接收信号不同的四元数建模方式。首先,介绍Q-VV、Q-PVV、Q-PV三种现有四元数模型,对不同四元数模型下MUSIC算法的DOA估计性能进行比较;为了充分利用AVS的固有指向性,研究改进四元数模型下的MUSIC算法,实现了声源信号的二维DOA估计;最后,将多应用于电磁矢量传感器的四元数增广技术引入到矢量水听器阵列中,对不同四元数模型进行级联。通过仿真实验可知,增广技术对现有数据的重复利用可以提升子空间的估计精度,噪声的消除可以提高算法鲁棒性,从而提升该类模型下算法的分辨力。3.研究基于四元数互相关矩阵的DOA估计算法。首先,提出基于增广技术的四元数互相关模型,该模型通过构造伪协方差矩阵成功消除了加性噪声。为了避免增广矩阵进行特征分解时的高计算量,使用无需特征值分解的传播算子法求解子空间,结合类ESPRIT或MUSIC的算法得到信号俯仰角;为了估计出声源水平角,再次构造互相关矩阵,研究了增广四元数互相关模型的无需特征值分解算法;最后,为了同时获得声源的二维DOA,研究基于互相关四元数模型的正交传播算子算法。通过仿真验证,该类互相关矩阵四元数算法更高效、估计精度更好。对千岛湖数据进行处理,进一步验证了互相关矩阵四元数算法的鲁棒性,即更适合水下实际应用场景。

关键词：四元数模型 DOA估计矢量水听器传播算子

单矢量传感器水声OFDM稀疏信道估计算法研究与实现

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单矢量传感器水声OFDM稀疏信道估计算法研究与实现

作者：唐瑞阳哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

本文以UUV和AUV水下编队之间的通信交互为背景,研究并设计了一种基于单矢量传感器的水声OFDM通信系统,通过改进稀疏信道估计技术和利用单矢量传感器进行信号处理提高水下潜航器间的通信可靠性、稳定性,并在此基础之上简化系统运算量和... 详细信息

本文以UUV和AUV水下编队之间的通信交互为背景,研究并设计了一种基于单矢量传感器的水声OFDM通信系统,通过改进稀疏信道估计技术和利用单矢量传感器进行信号处理提高水下潜航器间的通信可靠性、稳定性,并在此基础之上简化系统运算量和复杂度,最后将整个系统在低成本、小体积的STM32H7数字处理平台上进行工程实现,以达到水下智能潜航器间高效稳定通信交互的目的。首先,研究水声OFDM稀疏信道估计技术并加以改进。对水声信道进行分析和模型建立,整体掌握水声OFDM系统;对信道估计算法中LS算法、基于压缩感知的OMP算法进行研究,针对传统OMP算法依赖先验信息的问题引入LS-OMP信道估计技术,并提出用CZT改进Hermitian内积过程来解决高精度估计时字典矩阵过大的问题。通过FFT实现,降低了系统复杂度,经仿真验证改进算法具有明显的信道估计优势。其次,利用单矢量传感器获得处理增益。对单矢量传感器进行矢量建模,研究其所具有的指向性,对声压和组合振速进行不同组合方式的联合处理并推导指向性因子,得出在p(10)2v处理时可以获得最大为4.8d B的处理增益;将单矢量传感器的声压通道和振速通道看作多接收系统,推导在QPSK调制的情况下,对声压和组合振速进行最大比合并所能获得的解码误码率理论值。并结合第二章讨论的水声OFDM稀疏系统,进行了进一步的系统性能仿真,验证了在CZT改进的LS-OMP算法下以p(10)2v联合处理最低误码率可接近10(信噪比20d B)。再次,设计并搭建基于单矢量传感器的水声OFDM通信系统。论证设计通信系统的参数和信号结构,设计硬件平台,选取STM32H7作为数字信号处理器,完成模数转换方案、信号调理电路形式、功率放大电路和系统电源模块的设计搭建;根据硬件的设计编写D/A发送、A/D采集等驱动程序,并将前述改进算法在系统中实现。最后,进行系统测试与海试试验。测试电气系统的模拟和数字部分,测试结果表明电气系统符合设计要求,满足通信条件。在码头进行通信测试,验证通信系统在码头近距离内可实现稳定通信。最后经大亚湾海域的海上实测,以CRC校验形式输出解调正确率,1538帧数据中正确解调1536条,正确率大于99%,满足系统预设需求。

关键词：水声通信正交频分复用单矢量传感器信道估计

水声MIMO-OFDM系统中空时分组码与LDPC码级联技术的研究

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水声MIMO-OFDM系统中空时分组码与LDPC码级联技术的研究

作者：王明兴哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

近年来,MIMO水声通信备受关注,而水声信道的窄带宽、大时延扩展、高环境噪声、大多普勒扩展极大的限制了水声通信的可靠性与有效性。将MIMO空时编码技术与OFDM技术相结合,是时空频变的水声信道下高速可靠通信的一种重要手段。本文主要... 详细信息

近年来,MIMO水声通信备受关注,而水声信道的窄带宽、大时延扩展、高环境噪声、大多普勒扩展极大的限制了水声通信的可靠性与有效性。将MIMO空时编码技术与OFDM技术相结合,是时空频变的水声信道下高速可靠通信的一种重要手段。本文主要研究了基于空时码与LDPC码级联的水声MIMO-OFDM通信系统。MIMO空时编码技术能够为水声通信提供空间分集增益与空间自由度的折衷。基于CDA理论的Goden STBC在提供满分集增益的同时能最大化传输速率。本文研究了基于正交设计理论的正交空时码和基于循环可除数域理论的非正交空时码,根据不同调制方式与译码方式,对其性能进行了仿真分析。仿真结果表明,正交空时码与非正交空时码均能提供满分集增益,与此同时,非正交空时码能提供满复用增益。本文研究了采用PEG构造的LDPC码的编码方法及三种基本译码算法,对不同参数下的LDPC码进行了性能比较,仿真结果表明,相同码率下,随码长增大,误码率曲线会越来越陡峭,另外,NMS译码方式复杂度较低,且性能较佳。本文构建了级联LDPC编码的水声STBC-OFDM系统模型,分别研究了OSTBC的软输出迭代译码和Golden STBC的软输出迭代译码,并进行计算机仿真。仿真表明,相比采用OSTBC的OFDM系统,采用Golden STBC的OFDM系统传输速率有一倍提升的同时,误码性能相近。另外,级联迭代系统使用Turbo迭代原理,研究结果表明,迭代译码后的误码性能比直接译码会有明显提高。为验证基于空时码与LDPC码级联的水声MIMO-OFDM系统的性能,本文进行了外场试验,试验结果表明,采用迭代译码方式的空时码与LDPC码级联系统能有效降低误码率,级联LDPC码的NOSTBC-OFDM系统在水声通信中有应用潜力。

关键词：水声通信 MIMO-OFDM 空时编码 LDPC码迭代译码系统

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水声移动单载波频域均衡系统研究及实现

水声移动单载波频域均衡系统研究及实现

作者：王一杰哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

伴随着水声通信技术的发展,针对高速水声通信的相关研究自然而然成为水声通信研究工作者追求的目标。单载波频域均衡技术（Single Carrier Frequency Domain Equalization Technology）和正交频分复用技术（Orthogonal Frequency Divisi... 详细信息

伴随着水声通信技术的发展,针对高速水声通信的相关研究自然而然成为水声通信研究工作者追求的目标。单载波频域均衡技术（Single Carrier Frequency Domain Equalization Technology）和正交频分复用技术（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）同属于物理层高速通信技术,二者在抗多径时延上均有出色表现。然而OFDM技术存在峰均比高和对载波频偏敏感的缺点,单载波频域均衡技术则没有。鉴于此,本文主要研究单载波频域均衡技术在高速水声通信系统中的应用。本文设计了一套可用于移动平台上的单载波频域均衡高速水声通信系统。首先,本文介绍了单载波频域均衡技术在无线电和水声领域的研究现状,然后介绍了水声信道的特点以及本文应用的信道模型,在研究SC-FDE的原理和系统传输框图的基础上,利用Matlab搭建了SC-FDE水声通信系统。在发射系统里,合理设计了帧结构、选择了训练序列、设置了系统参数。在接收系统里,完成了粗同步与细同步、多普勒估计与补偿、信道估计、频域均衡等工作,重点考虑了水声通信中多普勒效应的影响,设计了基于训练序列的多普勒因子估计方法,有效估计出多普勒并加以补偿,仿真得到了系统在迫零均衡、最小均方误差均衡、噪声预测判决反馈均衡方法下的误码率性能曲线。在仿真工作完成后将成熟的仿真算法移植到DSP平台TMS320-C6748上进行实现,设计了有关的驱动并介绍了算法编写时所做的工作,依次介绍了调制进程和解调进程,解调算法实现后,测试了各步的用时,确保系统的实时性,最终实现了基于DSP处理器的水声通信系统。最后介绍了在实验室进行的电联调和在水池进行的实验,在哈尔滨工程大学信道水池进行的实验表明,该系统具有良好地对抗多径噪声信道和多普勒效应的能力。

关键词：高速水声通信单载波频域均衡多普勒估计 DSP算法实现

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相控多普勒测速算法研究

相控多普勒测速算法研究

作者：徐姝哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

水声技术、应用电子技术、激光技术、遥感技术等现代化仪器已经成为海洋观测仪器的发展主流。为了了解海洋,科学家们发现必须让仪器进入海洋的特定部分才能完成相应的实验。近年来,可用的海洋观测工具范围已经扩大到包括载人型水下航行... 详细信息

水声技术、应用电子技术、激光技术、遥感技术等现代化仪器已经成为海洋观测仪器的发展主流。为了了解海洋,科学家们发现必须让仪器进入海洋的特定部分才能完成相应的实验。近年来,可用的海洋观测工具范围已经扩大到包括载人型水下航行器、水下遥控车辆、无人型水下航行器和水下拖曳机器人。水下航行器上会安装声学多普勒流速剖面仪辅助水下导航定位工作。本文以声学多普勒流速剖面仪应用为背景,对相控声学多普勒流速剖面仪的测速技术进行研究。本论文的主要内容包括以下几个方面:1、比较了三种目标速度测量方法,重点分析了使用多普勒测速法对水层流速进行测量的过程。分析了相控阵的发射信号波束形成和接收信号波束形成方式,并通过理论分析得到发射过程和接收过程需要在阵元间插入的相移值,仿真了发射信号的波束指向性和接收信号的波束指向性。2、对比了Barker码和m序列的相关性,比较两种编码序列的优缺点。分析了重复编码信号的频谱特性、相关特性,介绍了编码形式与参数选取规则,分析了分层所依据的公式以及信号脉宽和水深的关系,仿真了信号脉宽与水深间的影响。3、针对测速算法部分,主要研究了离散傅立叶变换算法和脉冲对算法,对这两种算法的基本公式进行推导,得到脉冲对算法存在着测频模糊的问题。针对脉冲对算法的这个问题,分析了两种解模糊算法的推导过程。通过仿真研究了使用解模糊算法后,脉冲对算法的测速精度以及算法存在的误差累积问题。为了解决解模糊后脉冲对算法存在的误差累积问题,本文提出了一种结合离散傅立叶变换算法和脉冲对算法的联合估计算法,通过仿真研究了联合估计算法的测速精度。

关键词：声学多普勒流速剖面仪脉冲对算法测频模糊联合估计算法相控阵

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一种水声定位与通信系统的设计与实现

一种水声定位与通信系统的设计与实现

作者：吕丹哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

随着人类对海洋资源开发的不断深入,依靠潜水员或水下机器人的水下活动变得愈发普遍。在水下作业时,母船或码头上的控制中心需要获取水下载体的位置并与其建立通信。本论文设计了一套兼具定位与通信功能的水声设备,采用短基线定位技术... 详细信息

随着人类对海洋资源开发的不断深入,依靠潜水员或水下机器人的水下活动变得愈发普遍。在水下作业时,母船或码头上的控制中心需要获取水下载体的位置并与其建立通信。本论文设计了一套兼具定位与通信功能的水声设备,采用短基线定位技术对目标进行定位,采用多载波多进制频移键控（MFSK）通信技术进行通信,能够实时监测水下目标的状况,对探测行为进行指挥的同时可以接收到水下单元的反馈信息,保证了水下作业的顺利进行。本论文首先对短基线定位技术的基本原理进行了理论与仿真的分析。选择了线性调频信号作为定位信号,并论证了信号的各项参数。然后根据定位模型建立了定位方程组,并且针对声速与设备机械结构的误差,提出了声速与基阵姿态的校准方法,并对定位轨迹进行后置滤波以使轨迹接近真实值。水声多载波MFSK通信的性能受多径信道的影响,声波在水下传播时会产生严重的时变、频变与空变现象。本论文首先介绍了多载波MFSK的数字调制与解调方法,引入了多普勒因子的时域与频域测量方法,并进行了多普勒补偿的理论与仿真研究。然后对信道估计技术进行介绍,补偿频率的选择性衰落。最后,论文简述了信道编码、峰均比抑制与循环前缀的技术原理,并对MFSK通信的误差进行了仿真研究。本文对上述系统进行了设计,由声基阵、水上机与应答器组成。首先设计了由四个接收阵元与一个发射帧元组成的声基阵,与以TMS320C6748型数字信号处理芯片（DSP）为核心的数字信号处理模块。然后计算了系统的收发指标,确定了系统的发射帧结构与各项参数。最后,进行了软件流程的介绍与算法的实现。在信道水池对设备进行定位与通信测试。水池实验结果表示,固定目标定位的误差符合指标,运动目标定位的轨迹能够反映真实位置,通信传输速度与误码率符合指标,可以进行稳定传输。

关键词：短基线定位多载波频分复用水声通信 DSP技术

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单矢量水听器水下定位通信系统设计与实现

单矢量水听器水下定位通信系统设计与实现

作者：崔英桥哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

近年来,随着利用海洋和开发海洋的投入不断增大,自主式水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)和无人潜航器(Unmanned Underwater Vehicle,UUV)引起了越来越多的关注。尤其是AUV间经常采用编队协同方式进行工作,为了编队内的潜... 详细信息

近年来,随着利用海洋和开发海洋的投入不断增大,自主式水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)和无人潜航器(Unmanned Underwater Vehicle,UUV)引起了越来越多的关注。尤其是AUV间经常采用编队协同方式进行工作,为了编队内的潜航器完成互相定位及信息交互,需设计小型的定位通信一体化声呐,专门用于水下潜航器编队间的位置获取及信息交互。首先,采用单矢量水听器进行主动定位。针对单矢量水听器的特性完成了单矢量水听器的建模,对平均声强器和复声强器的方位估计方法进行推导及分析。进行单矢量水听器方位估计误差的克拉美罗下界的分析,同时对平均声强器和复声强器的方位估计误差进行仿真,仿真结果表明,在低信噪比条件下复声强器会获得比平均声强器更高的方位估计精度。针对单矢量水听器的方位估计方法设计了包括斜距测量和姿态补偿的单矢量水听器的水声定位方法。其次,针对通信系统采用OFDM技术中关键技术的多普勒补偿问题和信道估计问题上提出了基于Chirp-Z变换的多普勒补偿方法和基于Chirp-Z变换的正交匹配追踪(OMP)信道估计方法。仿真结果表明了两种方法相对于传统方式提高了性能且降低了复杂度。同时分析了基于矢量水听器接收OFDM的两种信号联合处理方法,并且通过仿真验证了两种信号处理方式对通信系统性能的增益。然后,根据指标确定了系统各部分的参数。通过获得的参数对系统的硬件部分进行了设计,包括系统的前置放大电路、A/D采集电路、功率放大电路和系统的供电模块等。并在处理器上完成对相应部分的驱动编写,针对系统需要进行实时信号处理的要求采用了DMA的方式进行AD信号的采集和DA信号的发送。完成了对通信定位系统的流程上的软件实现和相应的算法模块实现,算法实现上给出了复声强器、基于Chirp-Z变换的多普勒补偿方式和基于Chirp-Z变换的OMP信道估计方法的具体实现过程,同时对算法在DSP实现进行了相关优化。最后,完成了对硬件系统部分的验证及测试。在信道水池对系统进行功能性测试,水池测试结果表明设备可以完成预设的功能。最后通过外场试验验证了设备的工作距离,保证了使用的相关需求。

关键词：声源定位水声通信正交频分复用单矢量水听器 Chirp-Z变换