水声通信网络Modem设计与实现

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本文设计一款用于水声通信组网的半双工Modem,系统以TMS320C6748处理器为核心,配备多种电源优化方案,提供高效的硬件及驱动程序,为水声通信及水声组网提供了一个有效的开发平台。为了验证系统的可行性,在系统上成功运行了实时的水声Chirp通信算法。本文首先介绍了 Modem整机结构方案,然后详细阐述了信号处理板的硬件设计,系统驱动程序设计及水声Chip通信算法设计。信号处理板采用模块化设计思想,分为前置放大模块、信号发生模块、值班电路模块、DSP模块、电源模块5个部分。前置放大模块对接收信号进行放大及滤波,提供给ADC进行数据采集。信号发生模块负责对DAC输出信号平滑滤波。值班电路与电源模块负责声学唤醒与整机供电。DSP模块负责数字信号的调制解调。驱动程序是系统软硬件之间的接口层,一方面负责与板载硬件资源通信,另一方面负责实现基于EDMA的数据收发,隐藏底层细节,提供给应用层。Chirp算法是基于线性调频的调制解调方式,可以有效解决频率选择性衰落及多途引起的码间干扰,系统利用内存池对DDR进行管理,基于高速缓存进行相关运算,实现了 Chihp算法的实时调制解调。最后本文给出了系统硬件、系统驱动、Chirp通信算法的实验方案及水池测试结果,验证了本系统的软硬件性能及应用到水声通信组网的可行性。
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