【摘 要】
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随着人们对海洋资源的不断开发,以及军事方面的需求,水下通信越来越受到重视。声波是水下通信的主要媒介。水声信道由于其一些独特的性质,被认为是目前最复杂的无线信道之一。其主要特性包括:通信带宽受限、多径效应、多普勒效应以及时变特性等。其中多径效应被认为是构建稳健、高速的水声通信系统中最大的挑战。近年来,正交频分复用（OFDM）技术由于自身各方面的优势,在水声通信中受到广泛关注。本文以基于OFDM的水声
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随着人们对海洋资源的不断开发,以及军事方面的需求,水下通信越来越受到重视。声波是水下通信的主要媒介。水声信道由于其一些独特的性质,被认为是目前最复杂的无线信道之一。其主要特性包括:通信带宽受限、多径效应、多普勒效应以及时变特性等。其中多径效应被认为是构建稳健、高速的水声通信系统中最大的挑战。近年来,正交频分复用（OFDM）技术由于自身各方面的优势,在水声通信中受到广泛关注。本文以基于OFDM的水声通信技术为研究对象,首先分析了水声通信的特点及主要影响因素,对OFDM的原理和关键技术进行了介绍,分析OFDM技术应用在水声通信系统中的优势和劣势,以及需要注意的环节。其次,为了节约水声通信算法的试验成本,基于经典射线追踪理论和信道的随机统计特性建立了水声信道模型。水声信道包含了浅海和深海两种不同的环境,并考虑了由于发射机和接收机相对移动产生的多普勒效应,在该平台上实现了OFDM通信算法,建立了完整的水声通信仿真系统,并设计了GUI界面,可以在界面上修改发射、接收机位置和OFDM算法的参数对系统进行测试。最后,建立了DSP处理器的试验平台,在建立的硬件平台上实现了编码解码、OFDM调制解调、信道编码等算法。并将设计的通信系统在湖中进行了现场试验,试验结果验证了本通信系统的可靠性和稳定性。
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