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近年来,随着军用和民用对水下通信的迫切需要,水下通信的研究也成为国内外通信领域研究的一个重点。建立水下通信系统,军方可以用来实现潜艇的通信,水下鱼雷的控制等等;在民用方面,可以用来探测海底状况,开发有用资源,保护生态等相关应用。
水声信道的物理特性,具有多径、色散等特性。为此陆地上的通信理论和技术不能照搬到水下,必须充分考虑信道的物理特性,只有把现有的水声信号处理技术与信道的物理特性充分结合起来考虑,才能更好地达到通信的目的。那么,为了将信道的物理特性与信号处理技术结合起来,最通用的方法就是对信道进行建模,因此,水声信道建模工作对整个水声通信理论和技术的研究是非常重要和基础的。
建立水声信道模型可以基于很多种模型,比较常用的是声线模型和简正波模型,其中在处理高频及宽带问题时经常采用声线模型,基于该模型构建水声信道具有快速、便捷的特点,而简正波模型相对要复杂一些。本论文进行研究的水声信道模型是基于声线数学模型。
建立基于声线模型的水声信道模型最主要的是要搜寻本征声线,并通过本征声线的衰减和延时计算出信道传输函数,为此,需要计算信道的一些关键特性,主要包括:声线轨迹的计算、声速剖面特性(SVP)、沿声线的传播损失、本征声线的计算和噪声谱的计算。基于上述的信道特性参数,就可以建立信道模型并计算出信道的冲激响应,本文中将使用一组实际数据对信道进行测试仿真实验,经验证,接收端接收信号能够较好的表现水声信道的多途特性。