基于岩层通信的矿山通信机研究与实现

论文摘要

岩层通信作为一种特殊的无线通信技术，是以导电率很高的粘土、岩石为煤质进行通信的。基于岩层通信的矿山通信机是以煤矿井下有线传输无法触及或无线信号无法传送情况下进行话音、数据通信，其便携性、低功耗、特别应用于井下急救和应急通信。矿山通信机还预留与煤矿井传感器接口，可以和井下传感器网络连接，进一步融合到井下传输网。本文介绍了一种基于软件无线电的甚低频低码率岩层通信技术，采用M元直扩方式扩频调制和RS码信道编码技术，接收机采用相干接收解扩。经过计算机仿真，得到系统配置参数在FPGA编程中实现，并在硬件平台上得到验证。实验结果证明矿山通信机功放效率高、语音音质好，短消息传输正确。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究背景和意义
• 1.3 国内外现状
• 1.4 论文的主要工作和章节安排
• 第二章 基本工作原理
• 2.1 技术体制
• 2.2 数字语音编码技术介绍
• 2.2.1 语音形成的声学特性及信号的数学模型
• 2.2.2 话音编码压缩
• 2.3 设备的功能
• 2.4 设备的组成
• 2.5 设备的基本工作过程
• 2.6 本章小结
• 第三章 扩频解扩方案研究
• 3.1 设备采用扩频码字的比较和分析
• 3.1.1 m 序列
• 3.1.2 Gold 序列
• 3.1.3 M 序列
• 3.2 码片成型
• 3.3 数字匹配滤波器
• 3.3.1 DMF 重要参数
• 3.3.2 匹配滤波器基本原理
• 3.3.3 匹配滤波器设计
• 3.4 捕获解扩设计
• 3.5 信道衰减仿真
• 3.6 设计工具介绍
• 3.7 设计实现
• 3.8 本章小结
• 第四章 硬件设计与实现
• 4.1 模拟收发单元的设计与实现
• 4.1.1 模拟收发单元基本工作过程
• 4.1.2 模拟收发单元组成
• 4.2 数字处理单元的设计与实现
• 4.2.1 数字处理单元基本工作过程
• 4.2.2 数字处理单元组成
• 4.3 本章小结
• 第五章 测试与验证
• 5.1 概述
• 5.2 设备自测试
• 5.2.1 数字处理单元测试
• 5.2.2 模拟收发单元测试
• 5.3 设备场地测试
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 未来展望
• 致谢
• 参考文献