论文摘要
水声通信是将信源信息经过水声信道高速、可靠地传输到信宿。因此随着水声通信技术在国防以及海洋资源开发等方面的广泛应用,该技术被越来越多地进行研究。但是由于水声信道具有严重的时变性和频率选择性衰落等特点,使得水声通信一直以来受到信道带宽有限、信号多径和多普勒效应的影响。所以选取合适的技术保证在水声信道中进行高速率数据传输更成为水下通信技术的前沿热点研究课题之一。OFDM（正交频分复用）技术是多个正交载波并行调制的高数据率传输方式,由于这种技术有对抗多径效应以及带宽利用率高等方面的优势,因此对OFDM技术在水声通信中的应用与研究具有很高的理论价值与实用价值。但当传输距离的增加,信道条件恶劣,多径、多普勒频移影响加剧时,需要设计相适应的OFDM系统并采取有效手段改善系统性能。论文的主要内容如下:首先对OFDM技术原理和该技术在水声通信中的应用进行了研究,通过对OFDM技术在水声通信中的应用仿真,发现OFDM技术对于频率的偏移敏感,而信号发送端与接收端的相对运动会造成水声通信中的多普勒频移十分严重,从而造成OFDM在水声通信中的性能极大下降。然后针对这个问题提出了解决方案,即在基于并行相关器匹配运算方法的基础上结合OFDM信号的循环前缀的特点对多普勒频移进行初次估计与补偿,通过少量的自相关器来进行多普勒因子的估计,然后利用估计的多普勒因子进行初次补偿,接下来进行的是多普勒频移的二次补偿。最后通过VC++与MATLAB混合编程来完成仿真实验平台的搭建,该实验平台是为了进行OFDM系统在水声通信中的应用以及多普勒频移估计与补偿算法的实现,便于今后对OFDM在水声通信中的应用进行研究以及对相关算法进行验证。通过仿真发现,文中提出的算法能够保证接收端具有较低的误码率,使系统性能得到很好的提升。而仿真实验平台的搭建也对进一步的研究提供了很大的帮助。