水声通信半物理仿真平台的设计与实现

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1、水声通信半物理仿真平台的设计与实现捅要水声通信是进行海洋开发和海洋监测的重要手段之一。由于水声信道本身的各种问题，比如窄带宽、大延迟、高噪声、严重多径衰落的时变、空变等特点，使得水声通信传输数据速率低，传输误码率高，由此水声通信技术成为当今最具挑战的通信领域之一。目前对水声通信的研究，主要集中于计算机仿真和水声Modem开发方面。厦门大学研究的《水声信道建模及其仿真平台的实现》利用Matlab建立仿真界面，对水声信道本征路径模型进行了仿真工作；西北工业大学的《水声扩频通信系统仿真研究》主要对扩频技术在水声通信中的应用做了仿真研究。计算机仿真虽然可以大大节省水声实

2、验在人力，物力，才力等方面的开支，但是简化的水声模型无法全面模拟复杂的水声信道，从而造成仿真结果与实际应用难以切合的问题。因此现在很多研究机构也致力于水声Modem的开发，目的是希望在实际的水声通信中检验水声算法，提高水声通信质量。但是水声仪器设备的搬运布放，水声节点的供电耐压以及密封性，海上试验的高成本，低效率都成为水声通信实验不可避免的难题。本文针对目前水声通信面临的各种问题，提出了水声通信半物理仿真平台的概念。该平台集水声通信实验，水声数据采集回收及显示处理，水声算法仿真评估，水声算法在应用下载于一体，充分满足水声实验工作者对水声通信各方面研究的需求。课题

3、研究的总体目标是为高可靠、高性能水声通信与组网技术的研究提供一个通用的仿真、验证、实验平台，为水声传感器网络通信算法和编解码技术的研究提供高效、准确、实时、灵活的技术支撑，基本解决水声通信面临的主要难题。课题基于水声半物理仿真软件控制平台，WIFI无线通信，水声传感器网络，以及FPGA芯片的串行配置特性实现。通过制定合理的通信协议，保证系统功能的准确实现。关键词：半物理仿真；水声通信；数据回收；WIFI网络；在应用下载Designandimplementationofsemi·-physicalsimulationplatformforunderwateraco

4、usticcommunicationAbstractUnderwateracousticcommunicationisoneofthemainmethodsforoceandevelopmentandmarinemonitoring．Duetothevariousproblemswithunderwateracousticchannelitself,such舔narrowbandwidth,largedelay,highnoise，severemulti．pathfadingbecauseoftime-varyingandspace．varyingunderwa

5、teracousticcommunicationhaslowrateofdatatransmittingandhigherrorrate．Inaword,underwateracousticcommunicationisoneofthemostchallengingcommunicationfield．Atpresent，thestudyofunderwateracousticcommunicationmainlyfocusesonthecomputersimulationandacousticModemdevelopment,etc．‘'Acousticcha

6、nnelmodelingandimplementationofsimulationplatform'’researchedbyXiamenuniversitysimulatedintrinsicpathmodelofacousticchannelwithMatlabsimulationsoftware；‘‘SimulationandResearchonacousticspreadspectmmcommunicationsystem’’fromNorthwesternPolytechnicUniversitystudiedtheapplicationofsprea

7、dspectrumtechnologyinunderwateracousticcommunication．ComputersimulationCangreatlyreducecostsonhuman,material，witduringtheacousticexperimentandSOon,whilesimplifiedacousticmodelcannotsimulatecomplexacousticchannelcomprehensively,whichcausingdifficultyinsuitingsimulationresultsandthepra

8、cticalapplic