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基于VC++.NET的水声通信软件开发及同步技术研究

谢涛  
【摘要】: 近年来,随着军用和民用对水下通信的迫切需要,水声通信的研究成为国内外通信领域研究的一个热点,越来越受到人们的重视。建立水声通信系统,可以用于潜艇之间的通信、水面舰艇与潜艇的通信、海上遥控和遥测、遥感、水下测量设备记录数据回送、水下图像传输、语音传输等多个方面。 鉴于有很多人从事水声通信领域的研究工作,所以需要一个统一的平台对不同的算法进行综合和比较,同时,从事仿真及实际数据处理,从而促进理论和算法的研究。基于以上原因,为了提高科研效率、减少重复工作,本文致力于在Visual C++.NET平台上,设计开发模块化、集成化的水声通信软件。该部分的工作主要包括: 1.对软件的开发进行了详细的需求分析。具体通过功能需求和性能需求分析,明确了要解决的问题及要达到的目标。 2.对软件进行了总体设计。具体分为水声通信仿真、实验数据处理、水声信道仿真三个大的功能模块,初步细化了需求分析的各项要求及目标。 3.对软件进行了详细设计。细化了需求分析的各项要求,为实现总体设计中对具体模块功能提供了详细的实现步骤及方法。 4.在visual studio平台上设计开发了水声通信软件。其中,水声通信仿真模块,通过参数设置产生信源信号,并通过信源编码、调制等处理过程产生待发送信号,通过信道得到接收信号,然后通过接收端的同步、信道均衡、解调、信源解码等处理过程得到发送信号,完成这个通信仿真过程;实验数据处理模块,通过读取实验数据及参数设置,然后通过接收端的同步、信道均衡、解调、信源解码等处理过程得到发送信号,最终恢复出实验发送信息;水声信道仿真模块,通过参数的设置和选择产生出相应的信道模型。最后通过处理中科院声学所的实验数据测试了软件的实际数据处理功能。 除了开发水声通信实验数据处理及仿真系统软件,本论文还通过对水声通信的帧同步问题及线性调频信号特性的分析,研究了采用线性调频信号(LFM)作为帧同步信号的同步技术。该部分的具体工作包括: 1.对水声通信同步理论进行了分析。 2.结合水声信道的特点,仿真了LFM信号作为同步信号的帧同步性能。验证了同步理论分析。 3.通过处理中科院声学所提供的实验数据并成功实现了同步。验证了线性调频信号作为水声通信同步信号的理论和仿真分析。


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