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《厦门大学》 2002年
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浅海水声数据传输技术研究

许肖梅  
【摘要】: 浅海域无论是在军事上还是在民用上都是一个十分重要的战略区域。从海 洋调查和勘探、海洋环境监测、海洋石油开采、海洋空间利用以及海上战争等诸 方面来看,浅海域水声数据传输都有着特别重要的意义。水声数据传输技术是近 年来发展迅速、研究相当活跃的科学技术领域之一,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。 本论文在全面分析了浅海域水声信道的特点和实现水声通信技术的重点与 难点的基础上,对浅海声信道进行了建模与通信仿真;结合海上声传输的实验研 究结果,提出并实现了一种采用跳频通信的水声数据传输技术方案。 论文主要进行了以下几个方面的研究工作: 1. 分析了浅海声传输特点和对水声数据传输的不利影响,并较客观和全面地 综述了浅海域水声通信技术的研究概况; 2. 从通信技术角度对水声信道进行了仿真研究。在以射线声学为基础的仿真 研究中,强调了浅海域中海底、海面的反射以及海水的声吸收对水声传输 的影响;建立了浅海多途信道的模型;给出了多途信道中的脉冲响应函数, 并在接收端采用检测窗的方法,弓I入自多途和互多途的概念来描述多途对 水声通信的影响; 3. 对厦门港浅海域声传输进行了统计特性的实验研究。 在不同传输距离上 对直达信号和多途信号的幅度概率密度函数和时间相关曲线进行统计特 性研究,并测量分析了厦门港浅海域噪声的频谱分布特性,为设计水声抗 干扰通信系统相关参数的选择提供了实验依据; 4. 讨论了采用分集技术与跳频技术来解决水声通信中接收信号的幅度衰落 和码间干扰。分析了采用跳频通信技术实现水声数据传输的抗多途干扰原 理,并提出了一种水声跳频通信系统的设计方案; 5. 针对跳频通信中最为关键的同步问题,提出了一种基于匹配滤波器的位移 等待式自同步方法实现跳频同步的捕获,从理论上推导了该方法能缩短同 步的捕获时间。论文还设计并实现了一种采用相关检测方法的同步头方案 实现水声跳频通信中的同步捕获; 6. 论文在上述理论及实验研究的基础上,最后设计并实现了一套能适用于浅 海域的水声数据传输系统。该系统经过了实验室水池以及厦门港海上的现 场实验。实验结果表明:在水平传输距离为6000米,数据传输速率为 600bits/s时,系统的误码率约为104左右,证明了该系统具有较强的抗多 途干扰能力。 本文的创新之处在于: 1. 对浅海水声通信信道进行了理论上的建模仿真和海上声传输统计分析的 实验研究; 2. 提出了一种基于匹配滤波器的位移等待式自同步方法的水声跳频通信同 步技术方案; 3. 论文完整地设计并实现了一套能适用于浅海的抗多途水声跳频数据传输 系统,并经过了水池和厦门港的海上现场实验验证。
【学位授予单位】:厦门大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:P756.6

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前7条
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2 刘磊;冀邦杰;岳玲;淦华东;;浅海水声通信中纠错编码的应用[J];舰船科学技术;2011年02期
3 张海英;;智能封堵器海底通信中水声换能器的研究[J];牡丹江大学学报;2011年07期
4 邹哲光;朱培斌;许肖梅;陶毅;;一种水声网络全双工通信方案研究[J];声学与电子工程;2011年01期
5 岳玲;钱建平;王明洲;孙起;;纠错编码技术在水声跳频通信中的性能研究[J];声学技术;2010年05期
6 邱火旺;王海燕;王皓;潘地宏;;水声混沌跳频通信技术研究[J];探测与控制学报;2007年02期
7 张艳萍;赵俊渭;李金明;;一种快速收敛的水声信道载波恢复盲均衡算法[J];声学学报;2006年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 田亮;王明洲;孙起;;水声跳频通信抗浅海高多普勒技术[A];中国造船工程学会电子技术学术委员会——2012年水下复杂战场环境目标识别与对抗及仿真技术学术交流论文集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
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2 程恩;水声电子邮件传输研究[D];厦门大学;2006年
3 孙万卿;浅海水声定位技术及应用研究[D];中国海洋大学;2007年
4 蔡艳辉;差分GPS水下定位系统集成关键技术研究[D];辽宁工程技术大学;2007年
5 曾宪武;水声综合通信网络关键技术的研究[D];中国海洋大学;2008年
6 徐小卡;基于OFDM的浅海高速水声通信关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 侯朋;基于双基地声呐的港口航道水深实时监测技术研究[D];大连海事大学;2010年
8 曹燕;含噪实信号频率估计算法研究[D];华南理工大学;2012年
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1 王利平;基于SC-FDE的水声通信技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 高红;漂浮式节点水声定位的编解码技术研究[D];中北大学;2011年
3 刘磊;跳频通信技术在网络鱼雷中的应用研究[D];中国舰船研究院;2011年
4 娄春娇;SDF与CHF时域均衡技术在水声DS-CDMA系统中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
5 杨海;水声定位信标及多任务检测电路设计[D];中北大学;2012年
6 王强;深水网箱中水声鱼群实时监测系统的研究[D];厦门大学;2006年
7 张璐;水声相干通信与自适应均衡技术研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
8 段言威;水下多阵列超声波发射机的设计[D];南京理工大学;2007年
9 欧晓丽;水声信道建模及其仿真平台的实现[D];厦门大学;2007年
10 王诗彬;水声通信系统中专用实时操作系统研究与设计[D];厦门大学;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 陈东升;水声信道抗多途跳频通信中同步技术的研究[D];厦门大学;2002年
【共引文献】
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1 郭丙华;;基于计算机网络的智能可视对讲监控系统设计[J];安防科技;2006年12期
2 刘菁菁;;图像水印中扩频算法的研究[J];安徽广播电视大学学报;2006年02期
3 刘新永;蔡凤丽;裴晓根;;基于MATLAB的m序列的产生及相关特性仿真[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2009年05期
4 朱汉云;蔡凤丽;;高动态下直扩信号的快速捕获[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2010年06期
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6 王志杨;刘金龙;;一种基于MATLAB的瑞利信道仿真方法研究[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2012年03期
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8 刘丽萍,李彩霞;卷积码UEP方案在分等级传输中的应用[J];保定师范专科学校学报;2004年02期
9 曾为民,陈泳恩;迟早门在蓝牙基带中的应用及其VHDL实现[J];半导体技术;2002年01期
10 高辉华,杨莲兴;一种适用于以太网接收器的均衡器结构及其实现[J];半导体技术;2003年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐会彬;万国金;;降低多载波峰均比的新方法[A];2007(第13届)全国电子电镀学术年会暨绿色电子制造技术论坛论文集[C];2007年
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3 王凯;李军;;基于匹配滤波的水声信道估计[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
4 李凡;郭圣明;郭新毅;陈耀明;;环境不确定条件下的声纳性能预报[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
5 李军;蔡润泽;吴越;;基于复倒谱的水声信道均衡[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
6 韩梅;程艳合;宋汝刚;;声纳浮标区域阵型建模与研究[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
7 范培勤;笪良龙;晋朝勃;韩梅;;浅海中声纳系统最优工作深度选择研究[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
8 安良;张学峰;陈励军;张俊;方世良;;柔性阵被动定位系统中的阵形测量与互相关峰跟踪算法研究[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
9 张刚强;董阳泽;刘平香;;基于OPNET的水声网络协议攻击方法性能仿真研究[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
10 舒卫平;王万斌;潘宇倩;张弓;;卫星双模测控接收机同频信号间干扰研究[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S07北斗/GNSS用户终端技术[C];2012年
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1 朱志强;基于交叉熵的病毒式移动通信系统性能研究[D];山东科技大学;2010年
2 张驰;基于BICM调制的MIMO-OFDM系统的高效编译码技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 陆满君;通信辐射源个体识别与参数估计[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 于志明;无线通信系统中的信号识别技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 宋洪涛;GPS接收机抗干扰技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 刘友永;水声差分跳频通信关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 李关防;模态域信号处理在水声中的应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 张之猛;水声信号处理中的盲解卷积技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 刘德铸;声学多普勒流速测量关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 梅继丹;水声声图测量技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 雷鸣;OFDM系统自适应资源分配算法研究[D];南昌航空大学;2010年
2 毛剑;基于MIMO-OFDM系统的均衡技术研究[D];长春理工大学;2010年
3 蒋静;基于子空间的二阶统计量盲信道辨识算法研究[D];郑州大学;2010年
4 何文翔;矢量传感器多普勒定位研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 陈乃锋;MFSK水声通信信号处理子系统的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 范波;多途信道下的水下目标模拟器显控软件设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 谭学者;水下低频隔声特性理论与实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 曹唯伟;基于拼音编码的水下语音通信发射端的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 朱坤;声相关计程仪测速技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 李婷;浅海表面噪声矢量场时空相关特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 韩晶;黄建国;申晓红;;An Adaptive Multiuser Chip-Rate Equalizer for CDMA Underwater Communication System[J];Journal of China Ordnance;2008年02期
2 张小凤,赵俊渭,王荣庆,韩静;双基地加权最小二乘估计算法定位精度研究[J];兵工学报;2004年06期
3 于家城;宋春雷;晏磊;陈家斌;;多波束声纳数字测深与改正模型[J];北京大学学报(自然科学版);2008年03期
4 朱昊,刘文耀,郝永杰,梁捷;脉冲对实现回波频偏测量的算法研究[J];传感技术学报;2005年01期
5 陈丽洁;张鹏;徐兴烨;王福江;;矢量水听器综述[J];传感器与微系统;2006年06期
6 刘凤然;基于单片机的超声波测距系统[J];传感器世界;2001年05期
7 李增志;黄峰;;三步相关法确定伪随机码超声波测距的相关峰值[J];传感器世界;2009年07期
8 程鹏飞,蔡艳辉,王华;广域差分的全矢量法[J];测绘工程;2005年03期
9 蔡艳辉,程鹏飞,李夕银;用递归算法实现整周模糊度矢量空间的遍历[J];测绘科学;2002年04期
10 蔡艳辉,章传银,王泽民,程剑,秘金钟;差分GPS水下立体定位系统浮标姿态的测量[J];测绘科学;2005年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 赵菁菁;陆佶人;;频域盲解卷积技术在水声信号处理中的应用[A];中国声学学会2001年青年学术会议[CYCA'01]论文集[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐春光;非平稳信号的时频分析与处理方法研究[D];西安电子科技大学;1999年
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3 胡友峰;非机动水下三维被动目标运动分析研究[D];西北工业大学;2002年
4 王英民;最优化技术及其在水声信号处理中的应用[D];西北工业大学;2002年
5 秦洪峰;水下多目标定位关键技术研究[D];西北工业大学;2002年
6 季忠;脑电信号特征信息提取的时频分析方法及虚拟式脑电图仪的研制[D];重庆大学;2003年
7 殷冬梅;无线电水声浮标阵多目标跟踪定位系统[D];哈尔滨工程大学;2003年
8 王峰;基于高阶统计量的水声信道盲均衡理论与算法[D];西北工业大学;2003年
9 许祥滨;抗强多途径干扰的水声数字语音通信研究[D];厦门大学;2003年
10 徐异凌;盲信号分离方法及应用研究[D];电子科技大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨彦卿;无线分布式存储测试系统的设计[D];中北大学;2011年
2 高红;漂浮式节点水声定位的编解码技术研究[D];中北大学;2011年
3 郑烁鹤;基于PC的实时医学超声宽景成像技术研究[D];华南理工大学;2011年
4 李利;未知参量脉冲信号的检测与时延估计方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
5 吴君明;基于并行计算的医学超声成像技术研究[D];华南理工大学;2011年
6 马康红;水声数字通信系统研究[D];西北工业大学;2001年
7 徐异凌;基于二阶统计的盲信道辨识算法的仿真及性能比较[D];电子科技大学;2002年
8 战春才;水下综合探测机器人测高声纳的研究与设计[D];哈尔滨工程大学;2002年
9 余丽敏;水下传真通信研究[D];厦门大学;2002年
10 陈东升;水声信道抗多途跳频通信中同步技术的研究[D];厦门大学;2002年
【二级引证文献】
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1 钟永信;黄建国;张群飞;韩晶;;基于距离门限的水声网络自适应路由协议[J];吉林大学学报(信息科学版);2010年05期
2 任纪庆;程鹏飞;蔡艳辉;徐彦田;;基于水下多目标定位的目标识别和辨析处理[J];测绘工程;2010年02期
3 李洪超;文汉江;蔡艳辉;胡淑梅;史小雨;;基于Argo浮标和EOF建立区域海水三维声速场的方法[J];测绘科学;2012年02期
4 占奕瑜;田克纯;陈宏滨;;基于AODV改进的水下传感器网络多径路由策略[J];电声技术;2011年07期
5 崔秀华;胡国兵;崔金魁;;基于虚拟仪器的鱼声信息采集系统的设计[J];信息化研究;2011年06期
6 朱鹤群;胡晓毅;马文翰;任欢;;基于UW字的单载波判决反馈均衡器水声通信研究[J];电子技术应用;2013年02期
7 高红;张丕状;;基于浮-信标网络的水下声学定位关键技术研究[J];中北大学学报(自然科学版);2011年02期
8 杨斌;郭黎利;吴浩江;;一种变步长双模式盲均衡算法的研究[J];信息技术;2009年02期
9 王炜;钱良;杨峰;周卫星;;长时延环境下多普勒频偏估计与补偿技术[J];信息技术;2012年05期
10 梁国龙;林旺生;王燕;;水声信道有效声速估计方法及空间特征分析[J];哈尔滨工程大学学报;2010年12期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 李站;陈金鹰;;深海快速通信技术分析与应用前景[A];四川省通信学会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 岳玲;刘磊;孙起;杨晓亮;;分集技术在水声跳频通信中的应用研究[A];中国造船工程学会电子技术学术委员会——2012年水下复杂战场环境目标识别与对抗及仿真技术学术交流论文集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘友永;水声差分跳频通信关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 王大宇;矢量传感器在水声通信中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 张爱军;水下潜器组合导航定位及数据融合技术研究[D];南京理工大学;2009年
4 徐小卡;基于OFDM的浅海高速水声通信关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 于华楠;基于压缩传感的无线通信系统信道估计研究[D];吉林大学;2012年
6 曹燕;含噪实信号频率估计算法研究[D];华南理工大学;2012年
7 王妮娜;基于压缩感知理论的无线多径信道估计方法研究[D];北京邮电大学;2012年
8 周锋;水声扩频通信关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
9 宋海岩;具有高稳健性的浅海目标方位估计方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
10 徐耀松;封闭空间液态场内声源定位方法研究[D];天津大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴松伟;水声自组网节能路由协议研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 董继刚;水声通信网仿真与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 张俊;预处理器性能对信号检测的影响分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 牛悦娇;水声信道空时编码技术仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 王利平;基于SC-FDE的水声通信技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 匡银;低功耗嵌入式信号处理平台设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
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8 曹倩;OFDM水声通信系统中均衡及多普勒补偿的实现研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 刘洁;水声通信网络通信及显控软件研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 王巍;OFDM水声通信分集与多普勒补偿[D];哈尔滨工程大学;2010年
【二级参考文献】
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3 艾宇慧,周瑜丽,岳沛,邢庆滨,惠俊英;m序列扩频谱水声通信研究[J];哈尔滨工程大学学报;2000年02期
4 杨晓君,卢盛杰;短波跳频通信快速扫描式自同步方法[J];哈尔滨工程大学学报;2000年04期
5 郭黎利,卢盛杰;短波跳频通信系统的同步[J];黑龙江通信技术;1994年03期
6 林耀华;范健;许天增;何恩典;;海洋要素的水声遥测[J];海洋技术;1987年02期
7 朱光文;我国海洋探测技术五十年发展的回顾与展望(二)[J];海洋技术;1999年03期
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1 许肖梅;浅海水声数据传输技术研究[D];厦门大学;2002年
2 杨奎武;延迟容忍移动传感器网络数据传输关键技术研究[D];北京邮电大学;2012年
3 许富龙;机会网络中数据传输问题研究[D];电子科技大学;2011年
4 秦爽;资源受限机会网络中的数据传输建模与分析[D];电子科技大学;2012年
5 潘远亮;基于PLCC技术的汽车内数据传输应用研究[D];重庆大学;2004年
6 黎洁;容迟移动传感器网络中数据传输与数据管理机制的研究[D];中国科学技术大学;2011年
7 程恩;水声电子邮件传输研究[D];厦门大学;2006年
8 陈少华;电力塔无线传感器网络监测系统关键技术研究[D];大连海事大学;2011年
9 熊志强;无线传感器网络数据传输容错技术研究[D];华中科技大学;2007年
10 陶毅;浅海水声信道抗多途跳频通信系统研究[D];厦门大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 余江涛;新型超短波跳频通信设备数字化平台及数传软件设计[D];西安电子科技大学;2011年
2 李树刚;基于DDS的跳频频率合成器研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2007年
3 陈新渝;无碰撞区跳频序列设计及其跳频通信系统仿真研究[D];西南交通大学;2005年
4 张毅敏;跳频通信信号参数估计及干扰技术研究[D];西安电子科技大学;2006年
5 郭梅花;基于FPGA的跳频扩频实验系统研究[D];北京化工大学;2010年
6 唐诚;高阶差分跳频通信体制性能分析[D];电子科技大学;2010年
7 冯莉芳;基于无碰撞区跳频码的跳频通信系统仿真分析[D];西南交通大学;2004年
8 程斌;基于FPGA技术的信道化电子侦察方案的设计与实现[D];国防科学技术大学;2004年
9 宋晓琳;跳频系统中跳频图案的生成方法和性能分析[D];大连海事大学;2007年
10 李金涛;宽间隔跳频序列设计与性能研究[D];西南交通大学;2007年
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