【摘 要】
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水下电磁通信是目前水下通信课题的研究热门,这一技术被广泛用于水下探测等领域。使用电磁波在水下通信,不仅通信速度快、信息传输速率高,而且介质中浮沉、沙粒等悬浮物对通信效
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水下电磁通信是目前水下通信课题的研究热门,这一技术被广泛用于水下探测等领域。使用电磁波在水下通信,不仅通信速度快、信息传输速率高,而且介质中浮沉、沙粒等悬浮物对通信效果的影响甚微,成为不可缺少的一种水下通信技术。 时频调制技术是一种利用多个频率进行通信的调制方式,利用不同时隙发送不同频率的信号,使用信号频率的排列组合进行信息传输。多个频率构成了频率分集,可以有效的防止信道中可能产生的频率选择性衰落,并且相同频率的信号往往被其他频率的信号分隔,可以有效的减小信号时域扩展对系统的影响,使其具有抗衰落、抗干扰的特点。 本文针对水下近距离传输场景,设计了一种基于时频调制技术的水下电磁通信系统。该系统利用兆级载波电磁脉冲,结合时频调制、频率分集、正交编码、能量检测等技术,实现了水下电磁波通信。该系统主要特点为抗频率选择性衰落能力强,通信过程中即使某一频段发生深衰落,由于采用了多重频率分集,故也不会影响通信系统的正常运行。因介质的介质参数与大气有较大差别,所以对用于水下通信的电磁波有一些特殊的要求。本文通过分析水下电磁波前兆场理论、水下趋肤效应对电磁波的影响以及电磁波在水中的介质损耗和交界面损耗等,针对水下介质的参数,得出了适用于水下电磁通信的脉冲参数选择的方法,分析了载波频率、脉冲宽度等参数对通信效果的影响。文中给出了这一水下通信系统的发送端和接收端结构图,并讨论了系统中天线的选用方法。该时频调制系统具有很强的纠错能力和抗干扰能力,通过对时频调制系统的误码率进行计算与分析,可以看出本系统的通信效果明显优于脉冲位置调制。
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