| 【中文题名】 | 基于扩频技术的远程声遥控系统研究 |
| 【英文题名】 | |
| 【学科专业】 | 机械电子工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2004-6-28 |
| 【中关键词】 | 远程水声遥控系统,扩频通信,水声信道,相关接收,直接数字频率合成（DDS）, |
| 【英关键词】 | Long-Distance Underwater Acoustic Remote Control System,Spread Spectrum Communications,Underwater Acoustic Channel,Correlation Receiving,Direct Digital Frequency Synthesizing, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>远动技术>远动化系统>远距离控制和信号、远距离控制和信号系统> |
| 【论文摘要】 |
随着海洋开发和国防发展的需要，远程水声遥控系统受到了广泛的重视，遥控距离越来越远。但随着遥控距离的加大(＞100km)，传送遥控信息的水声信道变得更加复杂，声遥控系统要达到高可靠传输的技术难度也越来越大。
针对上述问题，本文在水声信道分析的基础上，设计了一种基于扩频技术的自主应答式远程声遥控系统，系统着重考虑了系统的调制方式和自主应答的方式。近年来扩频技术在水声通信特别是远程水声通信中的使用越来越多。由于它具有很好的抗多径、抗衰落和低的截获概率的优点，特别适合于处于低信噪比环境且保密性要求比较高的远程声遥控系统，所以我们采用扩频技术作为遥控系统的通信方式。远程声遥控系统的遥控方式有直接遥控和中继遥控。我们分别比较了两种方式的接收端信噪比，并考虑了保密性要求，采用中继遥控作为远程声遥控系统的遥控方式。
论文首先分析了远程声遥控信道传输特性，分别利用Kraken简正波和射线跟踪模型对深海和浅海水声信道的传输特性进行分析，对信道的多径结构、衰落和环境噪声进行了计算，并在此基础上设计了基于扩频技术的自主应答式远程声遥控系统方案。论文还对扩频通信的关键技术进行了仿真研究，针对远程声遥... |
| 【论文题纲】 |
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第一章 绪论 |
8-15 |
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1.1 引言 |
8-9 |
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1.2 国际国内研究状况和进展 |
9-13 |
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1.2.1 远程声遥控信道的研究 |
9-10 |
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1.2.2 水声通信技术的发展与研究 |
10-13 |
|
1.3 论文各部分的主要内容 |
13-15 |
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第二章 远程声遥控信道 |
15-33 |
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2.1 水声信道的传输特性 |
16-20 |
|
2.1.1 带宽受限信道 |
16-17 |
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2.1.2 非高斯噪声信道 |
17-19 |
|
2.1.3 衰落信道 |
19-20 |
|
2.1.3.1 时间扩展 |
19-20 |
|
2.1.3.2 多普勒扩展 |
20 |
|
2.2 远程声遥控信道模型 |
20-32 |
|
2.2.1 Kraken简正波模型 |
22-25 |
|
2.2.2 射线跟踪模型 |
25-29 |
|
2.2.3 模型的仿真计算 |
29-32 |
|
2.2.3.1 浅海信道的计算结果 |
29-30 |
|
2.2.3.2 深海信道的计算结果 |
30-32 |
|
2.3 本章小结 |
32-33 |
|
第三章 远程声遥控系统方案设计 |
33-45 |
|
3.1 远程声遥控系统的技术指标 |
33-34 |
|
3.2 远程声遥控系统的信道分析与计算结果 |
34-40 |
|
3.2.1 吸收系数随频率的变化 |
34-35 |
|
3.2.2 传播损失随频率的变化 |
35-36 |
|
3.2.3 传播损失随距离的变化 |
36-37 |
|
3.2.4 不同接收深度时的传播路径 |
37-38 |
|
3.2.5 信道平均环境噪声 |
38-39 |
|
3.2.5.1 深海平均环境噪声 |
38 |
|
3.2.5.2 浅海平均环境噪声 |
38-39 |
|
3.2.6 接收端的信噪比 |
39-40 |
|
3.2.7 信道衰落的分析 |
40 |
|
3.3 远程声遥控系统方案设计 |
40-44 |
|
3.3.1 自主应答方式的选择 |
41-42 |
|
3.3.2 应答信号设计 |
42-43 |
|
3.3.3 信号调制方式选择 |
43-44 |
|
3.4 本章小结 |
44-45 |
|
第四章 扩频通信的关键技术 |
45-61 |
|
4.1 扩频通信的理论基础 |
45-47 |
|
4.2 扩频系统的性能指标 |
47-48 |
|
4.3 扩频通信的关键技术 |
48-60 |
|
4.3.1 伪随机扩频码 |
48-51 |
|
4.3.1.1 最大线性移位寄存器序列 |
48-50 |
|
4.3.1.2 GOLD码 |
50-51 |
|
4.3.2 扩频方式 |
51-54 |
|
4.3.2.1 直接序列扩频 |
51-52 |
|
4.3.2.2 跳频 |
52-53 |
|
4.3.2.3 远程声遥控系统中扩频方式的选择 |
53-54 |
|
4.3.3 相关接收 |
54-58 |
|
4.3.3.1 伪随机码相关性的研究 |
54-56 |
|
4.3.3.2 基于相关接收的扩频传输 |
56-58 |
|
4.3.4 扩频通信系统的同步 |
58-60 |
|
4.3.4.1 捕捉 |
58-59 |
|
4.3.4.2 跟踪 |
59-60 |
|
4.4 本章小结 |
60-61 |
|
第五章 声遥控系统中的纠错编码技术 |
61-65 |
|
5.1 卷积码的理论 |
61-64 |
|
5.2 卷积码的性能分析与仿真 |
64 |
|
5.3 本章小结 |
64-65 |
|
第六章 远程声遥控发射平台设计 |
65-78 |
|
6.1 发射平台的总体架构 |
65-67 |
|
6.2 发射平台的硬件设计 |
67-72 |
|
6.2.1 AN213QC及其外围电路设计 |
68-69 |
|
6.2.2 DDS信号发生 |
69-70 |
|
6.2.3 A／D采集部分 |
70-71 |
|
6.2.4 人机接口部分 |
71-72 |
|
6.3 发射平台的软件设计 |
72-77 |
|
6.3.1 AN213QC固件程序设计 |
72-75 |
|
6.3.2 数据产生程序和USB驱动程序设计 |
75-77 |
|
6.4 本章小结 |
77-78 |
|
第七章 全文总结 |
78-80 |
|
参考文献 |
80-84 |
|
致谢 |
84-85 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.389518 |
