水声信道模拟系统

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现代通信系统和网络已经从陆地和空中延伸到了海洋。水声通信是近年来发展迅速、研究相当活跃的通信技术领域之一,是当代海洋研究、海洋资源勘探和开发,海洋环境立体监测和地震海啸监测系统中的重要组成部分,它的研究为解决水下信息的可靠传输提供了重要的技术保障。   水声信道是所有通信信道中最为复杂的信道之一,其衰落、多径效应、时变性等特点使得许多经典的通信技术无法直接应用于水声信道。而要开发适合于水声信道的通信技术,就必须对水声信道特性有充分的研究。   本论文首先介绍了信道建模和信道估计方面的相关理论,然后介绍应用Visual Studio,Measurement Studio,采集卡,信号发生器,示波器等实验工具实现了信道模拟系统的平台搭建。在发送端部分实现了内部信号源和外接信号切换使用,信道部分实现了波形时域劣化模拟,文件传输劣化模拟、信道估计这三大模块。接收端部分实现了内部显示波形和波形相关检测这两大功能。整套系统运行流畅,并且具有很好的可扩展性,为合理利用海测数据、提高信道模型精度提供了重要的平台。   应用本套系统,我们做了多组实验,均取得较为理想的效果。包括采用内部信号源、经过多径信道,系统内显示;外接信号源、经过多径信道,系统内显示;采用内部信号源、经过多径信道,外接示波器显示;外接信号源、经过多径信道,外接示波器显示;一副图像分别在误码率10-1,10-2,10-3情况下,经过高斯、瑞利、莱斯等随机信道的文件传输劣化模拟;波形相关检测;实现LS信道估计;实现MF信道估计等。   本文的特点在于:目前的水声信道研究工作多数停留在仿真阶段,而本系统实现了从单机理论仿真向仪表化模拟器的过渡。该系统实现了信道模拟的多项功能,它的目的不是纯粹的模拟,而是构建一个架构,它可以与今后的海测信号记录仪有效对接,为合理利用海测数据提供平台。海测的数据一方面可以直接存储并由模拟器重现,另一方面可以实现数据提炼,修正模拟器,具有重要的现实意义。  
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