水声通信自适应调制技术与MAC协议研究

发布时间：2025-05-01 14:24

　　随着“海洋强国”、“智慧海洋”和“数字海洋”等国家战略目标的提出,有关新一代海洋信息化装备的研究逐渐得到了工业、学术和军事等领域的越来越多的关注。水下传输技术是海洋信息化装备的核心技术,通过水下传输技术可以为海洋装备提供可靠的通信能力,为海洋装备实现信息化、智能化和自主化运行提供了可能。目前常用的水下传输技术包括水下光缆通信、水声通信、水下光通信、水下电磁波通信和水下量子通信技术。其中,水声通信技术是当前最热门的水下传输技术,其在水下环境传输距离远、传输可靠性高且灵活性强,在近年来得到了广泛的研究和应用。水声信道被认为是自然界中最复杂的通信信道之一,其传输带宽小、多径效应严重、多普勒效应严重、存在大量脉冲噪声和传播延时长等特点严重限制了水声通信的传输速率、传输可靠性和传输范围,给水声通信技术中的物理层和网络协议研究带来了巨大的挑战。因此,为了获得更好的水下传输性能,我们需要对水声通信物理层和网络协议进行研究来降低或消除水声通信信道的影响。目前,已有很多研究机构提出了多种的水声通信物理层和网络协议设计方案,这些方案通常针对特定的水下环境和应用场景进行设计,无法应用于变化剧烈的实际水下环境和...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1–1国外新一代水下装备

进行了著名的Seaweb计划的实施及验证，成功的验证了利用水声网络进行沿海监测及沿海军事反战等应用的可行性及相比传统超低频率通信的优越性[6]，Seaweb的核心装置正是美国Teledyne公司生产的第一代水声调制解调器ATM850，外观如图1–1(b)，采用了水下时....

图1–3AquaSeNT水声调制解调器Fig1–3AquaSeNTmodem

功率最大为25W，接收功率最大为0.8W，待机状态耗电量约为0.12W，从传输速率、距离和可靠性综合考量，AquaSeNT浅海通信调制解调器的整体性能目前处于世界领先水平。AquaSeNT外观如图1–3所示，整体主要包括四个部分:外壳骨架、换能器阵列、信号处理单....

图4–1I-SEA海空一体化跨介质传输通信实验平台Fig4–1I-SEA:IntegratedUnmannedAutonomousSystemwithElectromagneticandAcousticcommunications

获取到的数据实时性较差，不能满足某些对数据实时性要求较高的场景，如海洋环境监测、海底探测、海洋军事防卫等。为了解决这些问题，我们提出并设计了I-SEA海空一体化跨介质通信平台，如图4–1所示，在海面布置了同时配备有水声通信模块和电磁波通信模块的中继浮标完成水声信号和电磁波信号....

图4–2自主研发水声调制解调器Fig4–2UnderwaterAcousticModem

QAM6435837304.2.1硬件结构该水声通信调制解调器的外观如图4–2所示。硬件结构主要包括四个部分:核心处理单元、水声换能器、电源控制单元和外围电路单元。核心处理单元采用了TI公司的OMAPL138处理器，它采用了DSP和ARM组成的双核架构[....

本文编号：4042427