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水声通信网中的MC-CDMA技术研究

2020-11-30阅读(382)

水声通信网中的MC-CDMA技术研究

论文摘要

近年来,随着世界各国海洋开发步伐的加快以及水声通信技术、水声Modem技术的不断发展,世界各国对海洋信息获取、环境监测、海岸防御等要求急速增长,使得水声通信网一经提出就被广为接受,并成为了世界范围内的研究热点。水声通信网是一种分层网络,目前对水声通信网的研究主要集中在物理层、数据链路层和网络层。由于水声信道带宽、速率、功率等资源受限,因此,如何共享有限的资源,对水声网络的研究和设计具有重要意义。本文主要针对水声网络物理层的多址接入技术展开工作。在调研、分析和对比的基础上,选定MC-CDMA技术作为本论文所研究的水声网络物理层多址接入方式,并对MC-CDMA技术应用于水声网络时所遇到的一些主要困难和关键技术进行了初步探讨和研究,具体包括以下四个方面:一、MC-CDMA系统扩频码的选取方案。主要从相关性的角度出发,研究用于水声通信网MC-CDMA技术的几种扩频码,并给出其生成方法和相关性能仿真对比。二、MC-CDMA系统的水声信道估计。水声信道的特性决定了水声网络的设计及其性能。本文在MC-CDMA系统中采取基于导频的LS信道估计,达到了较为理想的估计性能。三、对MC-CDMA下行多用户通信进行了单用户检测技术的研究,对EGC、MRC和ORC这三种分集合并技术作为本网络的单用户检测技术时的系统性能进行了仿真和对比分析。四、将多用户检测技术引入水声通信网MC-CDMA系统,解决MC-CDMA系统上行通信的多址干扰问题,以提高网络容量和多址接入性能。同时,本文还在理论研究和仿真分析的基础上进行了一定的水池实验测试,得出了一些有用的结论,为浅海水声网络的设计铺垫了一定的有用基础。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • Index
  • 第一章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 研究背景和意义
  • 1.2.1 水声通信网发展概况
  • 1.2.2 水声通信网面临的主要挑战
  • 1.2.3 水声通信网分层结构
  • 1.2.4 水声通信网物理层多址接入技术
  • 1.2.5 MC-CDMA作为水声通信网多址接入技术存在的关键问题
  • 1.3 本文的主要工作和内容安排
  • 第二章 用于水声通信网中的MC-CDMA系统
  • 2.1 引言
  • 2.2 多载波CDMA技术简介
  • 2.2.1 几种常见多载波CDMA方案及其性能对比
  • 2.2.2 MC-CDMA系统原理
  • 2.3 水声通信网中的MC-CDMA系统
  • 2.3.1 水声通信网MC-CDMA系统构建
  • 2.3.2 水声通信网MC-CDMA系统几个关键技术
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 水声通信网MC-CDMA技术中的扩频码方案
  • 3.1 引言
  • 3.2 几种扩频码
  • 3.2.1 Walsh-Hadamard序列
  • 3.2.2 m序列
  • 3.2.3 CI码
  • 3.2.4 DO码
  • 3.3 几种扩频序列相关性仿真结果及分析
  • 3.3.1 CI码和DO码的时域波形仿真及分析
  • 3.3.2 几种扩频序列相关性仿真及分析
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 水声通信网MC-CDMA系统的信道及其估计
  • 4.1 引言
  • 4.2 浅海水声信道及其特性
  • 4.2.1 有限可用带宽
  • 4.2.2 海洋环境噪声
  • 4.2.3 浅海水声信道的多径效应
  • 4.2.4 浅海水声信道中的多普勒频移
  • 4.2.5 声信号在海水中的传输损耗
  • 4.3 水声通信网MC-CDMA技术中的水声信道估计
  • 4.3.1 导频的插入方式和导频间隔的选取
  • 4.3.2 基于导频的频域LS信道估计
  • 4.3.3 基于导频的MC-CDMA水声信道估计
  • 4.4 仿真结果及分析
  • 4.4.1 系统仿真参数设置
  • 4.4.2 仿真结果与分析
  • 4.5 本章小结
  • 第五章 水声通信网中MC-CDMA分集合并技术
  • 5.1 引言
  • 5.2 MC-CDMA下行信道分集合并技术系统分析
  • 5.2.1 多用户MC-CDMA下行信道发送模型
  • 5.2.2 信道模型
  • 5.2.3 多用户MC-CDMA下行信道分集合并接收模型
  • 5.3 MC-CDMA系统分集合并方案
  • 5.3.1 等增益合并
  • 5.3.2 最大比合并
  • 5.3.3 正交恢复合并
  • 5.3.4 最小均方误差合并
  • 5.4 仿真结果及分析
  • 5.5 本章小结
  • 第六章 水声通信网MC-CDMA的多用户检测技术
  • 6.1 引言
  • 6.2 多用户检测技术的发展概况
  • 6.3 MC-CDMA系统多用户检测技术
  • 6.3.1 MC-CDMA系统多用户检测技术简介
  • 6.3.2 水声通信网上行信道多用户MC-CDMA系统分析
  • 6.4 仿真结果及分析
  • 6.4.1 功率控制不完善情况下多用户检测技术仿真结果及分析
  • 6.4.2 理想功率控制下多用户仿真结果及分析
  • 6.5 本章小结
  • 第七章 MC-CDMA系统在水声信道中的实验
  • 7.1 引言
  • 7.2 水声通信网MC-CDMA水声通信系统简介
  • 7.3 MC-CDMA系统水池测试结果及分析
  • 7.3.1 水池测试环境及参数设置
  • 7.3.2 水池测试结果及分析
  • 7.4 本章小结
  • 第八章 总结和展望
  • 8.1 工作总结
  • 8.2 未来工作展望
  • 参考文献
  • 致谢

    • 相关论文文献

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    • [3].水声通信技术研究进展与技术水平现状[J]. 信号处理 2019(09)
    • [4].全海深高速水声通信机设计与试验[J]. 信号处理 2019(09)
    • [5].现代水声通信技术发展初探[J]. 通讯世界 2019(09)
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