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基于FRFT水声通信算法的FPGA实现

宋威  
【摘要】:随着人们对海洋资源的勘探、开发和利用以及国防事业的发展需求,水声通信技术的相关研究越来越受到重视。由于水声信道的时变、频变、空变特性以及严重的多途干扰影响,使得水声信道中可以利用的工作频率较低、可以使用的带宽有限。由于水声信道的这些特点使得为了更好的通信,需要使用一些通信算法来克服这些问题。 分数阶Fourier变换可以理解为chirp基分解,本文以线性调频信号(chirp)作为载波信号,利用线性调频信号在分数阶傅里叶变换域的能量聚焦特性,采用分数阶Fourier变换作为解码方式,能够提高水声通信系统的抗噪声干扰、抗多径干扰和频率选择性衰减的能力。 本文设计实现了以FPGA作为数字信号处理器的硬件平台,对硬件平台的数据通路进行了调试配置,在硬件平台上实现了Ozaktas采样型算法硬件VHDL语言模块化设计,并以此模块为核心,对基于分数阶Fourier变换的U域调制通信算法和基于分数阶Fourier变换的OFDM的通信算法进行了研究和硬件VHDL语言的实现。并在硬件平台上对基于分数阶Fourier变换的U域调制通信算法进行了硬件收发联调测试,成功实现了通信。


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