近年来,以AUV为代表的水下移动平台发展迅速。在水下,移动平台需要与水面的母船进行信息交互,但是由于水下环境的复杂性以及自身的运动引发的多普勒效应会对通信的性能造成影响。因此,基于水下移动平台实现稳健可靠通信具有很大的研究意义。香农定理表明,当信息传输速率一定时,通过增加系统带宽,能确保信号在较低信噪比下以较低的信息差错概率传输。因此可以采用扩展频谱的方式实现信息稳定传输。跳频通信作为扩频通信的一种,常与FSK调制相结合形成FH-FSK通信方式,使信息比特按照特定的跳变规则在信道内传播。以频率跳变的方式扩展频谱从而提高系统的抗干扰能力,能够在复杂信道下实现远距离、可靠通信。本论文研究移动FH-FSK通信,针对水声信道的特点实现稳定可靠通信。论文主要包含以下内容:1.研究FH-FSK通信建模与仿真的相关理论。以FH-FSK通信的数学模型和通信模型为基础,对FH-FSK通信流程进行了简要分析。之后对跳频图案的三种生成方法进行仿真和分析。然后对通信中调制解调方法进行研究。最后,对FH-FSK通信进行参数仿真和通信性能分析。2.研究FH-FSK通信中的信道编码技术。采用LDPC码和极化码对通信性能进行改善。本文采用Mackay方法对LDPC码的校验矩阵进行构造、高斯消元法产生生成矩阵并进行编码、BP算法进行译码。进行极化码仿真时,通过高斯近似的方式对信息序列位置进行选取,并通过递推表达式确定生成矩阵,采用CA-SCL算法译码。最后,将两种信道编码方式与FH-FSK结合,通过仿真和江试试验验证通信性能。3.研究移动FH-FSK通信中的多普勒估计技术。由于FH-FSK通信序列由唤醒序列、同步序列和信息序列构成。因此,研究多普勒效应存在时,对唤醒信号检测、基于跳频序列自同步方法中的三种方法——匹配滤波器法、快速相关法和Goertzel能量检测三种方法的影响。为了消除多普勒效应的影响,基于DFT内插法对多个码片进行多普勒估计,在得到多个频移因子后,提出采用卡尔曼滤波的方法进行参数选择以及优化改进处理。最后,通过仿真和试验验证移动FH-FSK通信的性能。4.研究FH-FSK通信可视化软件的实现。首先介绍了FH-FSK通信界面的整体设计与各个模块的具体实现。整体上,可视化设计可以分为参数设置模块、发送端模块、接收端模块以及波形显示模块。最后,对各模块实现过程进行了详细的介绍,给出了相应的结果显示,并通过试验验证软件的实用性。