基于MFSK的多载波水声通信系统及实验研究

本文在深入研究水声通信信道特性及多载波关键技术的基础上,设计并研制了基于M FSK的高速自适应多载波水声通信系统,并进行了湖上实验。理论分析、仿真及湖上试验结果表明:基于M FSK的多载波水声通信系统,多径抑制有效,对同步的精确度要求不高,性能稳健,更适合于恶劣水声通信环境下、中距离(10~30km)较高数据率多载波通信系统,易于工程实现,具有良好的应用前景。     

基于子载波间干扰深度估计的MIMO-OFDM水声通信接收机

多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)水声通信系统中,由于子载波间干扰(ICI)对信号的影响程度未知,导致接收处理时干扰消除不完全或计算复杂度高。针对这一问题,该文提出一种迭代的基于子载波间干扰深度估计的MIMO-OFDM接收机。该接收机使用导频频域相关对每个发射信号的子载波间干扰深度进行估计,信道估计时利用估计出的干扰深度重建各个信道的频域矩阵,避免对不同信道选择相同的干扰深度,在自适应信道变化的同时降低了计算复杂度。此外,将判决反馈均衡引入MIMO-OFDM水声通信系统,利用已均衡出的符号信息消除子载波间干扰。仿真结果表明,该接收机相比于干扰深度渐进的接收机,译码成功所需的时间更短。     

一种使用多载波扩频技术的散射通信方案

在介绍正交频分复用(OFDM)技术和DS-CDMA技术的基础上,提出了多载波DS-CDMA技术在散射通信中的应用方案,分析了其主要性能特点及可实现性。     

差分混沌移位键控在水声通信中的应用

水声信道作为目前已知最严酷、最复杂的无线通信信道之一，具有强多途干扰、时—频率双扩展、高噪、带宽窄等特征。水声信道的时变特性，使得估计与跟踪信道很困难，因此，研究无需信道估计与均衡的非相干稳健水声通信调制方法具有重要的意义。首先介绍了基于正交频分复用（OFDM）和扩频调制的水声调制技术的研究进展，然后，分析了差分混沌移位键控在水声信道下的可行性，提出了两种基于OFDM的多载波差分混沌移位键控方案，给出两个方案的调制解调器原理。在时—频双扩展信道和水声信道下，对两个方案进行了性能仿真和分析。性能结果表明所提出的方案在水声信道下具有良好的稳健性。     

基于正交频分复用的水声通信系统

由于海洋的恶劣传输条件,实现可靠的水声通信是对通信和信号处理技术的挑战,正交频分复用技术由于具有其独特的优势得到了广泛的应用。介绍了基于正交频分复用技术的水声通信系统组成结构,并进行分析。给出了水声信道模型,对正交频分复用的关键技术进行描述。结合水声信道的特性,提出一种频偏估计及补偿方法。     

基于DDS技术正弦波信号发生器的设计

介绍了直接数字频率合成（DDS）的原理,依据其基本原理提出一种基于单片机STC89C52控制直接数字频率合成芯片AD9851产生频率可调的正弦波信号发生器的电路设计。通过键盘输入所需频率值,单片机通过响应键盘中断将其输入频率转换为频率控制字,并将其写入AD9851。AD9851产生的正弦波信号经低通滤波得到纯正的正弦波信号,最后经过功率放大器输出至负载。经实验表明该系统可产生频率在1Hz～10MHz,精度为0.1Hz,峰值为5V的正弦波信号,且易于操纵,输出稳定。     

APSK在基于OFDM的水声通信系统中的应用研究

信道带宽窄,强多途,强噪声干扰一直是水下信息高速、可靠传输的主要障碍,提出了一种适合水声信道的用幅度-相移联合键控调制技术APSK与正交频分复用技术OFDM相结合的高阶调制的传输体制,可有效解决水下无线高速数据传输的带宽效率、功率效率和可靠性问题;介绍了APSK的原理及在基于OFDM的水声通信系统中的应用。计算机仿真结果证明,使用该方案的水声通信系统在高阶调制情况下综合性能优越。     

基于正交频分复用的高速水声通信技术研究

为满足高连水声通信的需要,在对正交频分复用(OFDM)技术的原理进行研究的基础之上,结合水声信道的特性．给出了进行二次频率调制(FM)的OFDM／FM实现方法,并通过仿真得到了谈方法的性能。仿真结果表明,在多途扩展的信道条件下,基于OFDM／FM的水声通信系统仍可获得满意的性能。     

一种多载波跳频水声通信系统的级联码方案

充分利用多载波跳频水声通信系统的信号特点,提出一种适合系统的级联码方案,给出了相应的编译码结构和算法。通过合理使用交织器,编码方案可以提供较好的纠错能力。     

高数据率水声通信研究进展

高数据率水声通信是海洋工程领域的一个重要研究方向,是实现水下信息传输的主要方式之一。首先,阐述了高数据率水声通信的两种主要类型：单载波时域均衡和正交频分复用;然后,给出了两种调制方式的发展现状及其优缺点;随后,介绍了该课题组近十年来在该领域的研究成果,特别是基于单载波频域均衡的高数据率水声通信;最后,对高数据率水声通信的进一步研究方向进行了展望。     

TS101信号处理系统上扩展实现水下通信编码器

为了产生用于水声通信的各种信号,在已有信号处理系统软硬件限制的条件下,研制了一种基于DDWS方法实现的通信编码器,它能产生用于水下通信的连续不间断输出的任意信号,满足通信信号的精度和稳定性要求,OFDM信号的产生表明这种方法有效、可行,具有一定的通用性。     

基于直接数字频率合成芯片的复杂信号发生器

直接数字频率合成(Direct Digital Synthesis,DDS)芯片具有多种信号工作模式,对要求复杂信号输出的电子设备是一种好的选择。本文基于AD9854芯片,介绍利用复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device,CPLD)开发其功能,产生特殊复杂信号的方法,给出了设计实例和实测结果,验证了设计的有效性。     

基于DDS的扫频信号发生器

直接数字频率合成技术 (DirectDigitalSynthesis ,简单DDS)是近年来发展起来的一种新型信号合成技术。由于采用了全数字结构 ,它具有合成信号相对频带宽、频率转换时间短、频率分辨率高及合成信号相位连接等优点。介绍了DDS的基本原理 ,详细描述了DDS芯片AD70 0 8特点 ,并给出了基于AD70 0 8芯片的 5MHz扫频信号发生器。     

CPLD实现DDS信号源的设计

利用CPLD在高速数据处理方面的特点设计出以VHDL硬件描述语言为设计输入,以ALTERA公司的EPM7256芯片为设计载体,基于DDS技术的任意波形信号发生器。该信号发生器能同时输出两路信号,输出信号的频率和两路输出信号之间的相位差可以步进调整。通过Max Plus开发软件的时序分析表明,该设计具有高精度的频率和相位调节能力,相位调整的分辨率为12位,频率调整的分辨率为32位。实测结果表明,所讨论的方法和研制的系统是可行的、有效的。     

DDS技术实现可调信号发生器

介绍采用DDS技术、FPGA芯片和D/A转换器,设计一个频率、相位可控的多种输出波形信号发生器。基于QuartusⅡ软件设计实现,并下载至FPGA器件,使用SignalTapⅡ嵌入式逻辑分析仪进行实时测试。经过软件仿真和电路测试,输出波形达到了技术要求,能够满足多种试验的需要,且性能稳定,使用灵活,节约试验成本。     

基于DDS的多功能高精密信号发生器设计

信号发生器是现代电子测量中不可或缺的工具之一,广泛应用于通信、测量、雷达控制等领域。文中基于DDS技术,提出了一种以AD9854为核心的信号发生器设计方法。该设计通过PC机和控制台软件设置输出信号参数,结合单片机对频率控制字进行处理,可产生正弦波、方波以及FSK、ASK等多种调制波形,输出频率最高可达150 MHz,频率分辨率达1 μHz。实验结果表明,该设计具有功能全、精度高、可编程性好等优点。     

基于DDS技术音频正弦信号发生器的设计

现代许多音频信号发生器都需要进行正弦信号频率的微调,以满足不同的需要,使用直接数字频率合成技术(DDS)具有频率转换速度快、分辨率高等优点,已经成为当今合成波形的主流方法.介绍了DDS芯片AD9850的基本工作原理,设计了一种线性调频正弦信号发生器,并利用单片机控制芯片AD9850使其产生的正弦信号频率连续可调,讨论了AD9850与单片机的接口,并给出了按步进1 Hz或1 kHz进行线性调频的具体实现方案.     

基于DDS的程控信号发生器设计

采用了直接数字频率合成技术（DDS）和计算机控制技术,选择美国Analog Devices公司的高度集成DDS芯片AD9851和AT89S52单片机作为控制器件,设计了一种基于DDS的程控信号发生器。用C语言进行了软件应用设计。实验结果表明,该信号发生器能较好地产生较高稳定度的激励信号,具有较高的实用价值。     

基于FPGA的DDS信号发生器的设计与实现

针对专用DDS芯片功能单一的缺点,提出了基于FPGA的DDS信号发生器的设计方案。利用Xilinx公司的ISE完成了系统核心部分数控振荡器的设计,其中波形存储器通过调用IP核实现,方便且集成度高。通过功能模块仿真与最终完整电路测试,表明基于FPGA的DDS信号发生器稳定度高,分辨率高以及转换速度快,而且能够输出任意波形的信号。由于FPGA实现软核处理器,因此可以方便地对DDS进行修改与优化,具有无与伦比的灵活性。