基于自动检测的FDMA水声通信调制解调系统设计与实现

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随着现代通信技术的飞速发展,通信的应用领域越来越广,给人类带来的影响也越来越大。目前水面以上的有线及无线通信已经发展得相当成熟,但是水下无线通信仍处于研究与发展之中。海洋占据面积大,具有丰富的资源和巨大的开发利用价值,无论是军用领域还是民用领域,都对水下通信有着极大的需求,人们越来越重视水下通信系统的研究与开发。在较长距离的水下无线通信系统中,声波是进行信息传输的最有效的传递形式。在这种背景下,海洋中的通信系统的研究成了热点。本文主要进行水声通信系统中调制解调部分的研究,设计了一个自动检测信号的调制解调系统,使系统有更强的适应性。本文首先介绍了水声通信的国内外研究及进展、基本原理以及结构;然后针对水声通信系统结构中的调制解调部分,介绍并分析了实现调制解调系统中用到的相关技术的基本原理,为自动检测信号的水声通信调制解调系统的设计提供了理论依据。接着,本文介绍了设计的调制解调系统的总体结构,并重点分析了系统的电路设计及搭建系统的硬件平台,最后详细分析了实现设计系统的三个主要功能模块。简要介绍了直接数字频率合成技术的结构、原理及特点,提出采用DDS技术实现调制电路的方案;针对设计系统的要求和能量检测算法的优点,提出采用能量检测算法实现满足系统设计的自动检测信号功能的方案,并提出一种新的设定门限的方法;介绍并分析了DFT解调技术的原理,提出采用DFT技术实现解调电路的方案。本文基于FPGA设计实现了自动检测信号的调制解调系统,介绍了实现系统功能所用的软件开发平台,并详细分析了系统各部分功能模块的FPGA实现,最后对其进行了测试。测试结果表明该系统工作正常并且稳定,满足设计要求。
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