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基于FPGA的水声通讯编码技术研究

作　者: 邓莉
导　师: 徐国华
学　校: 华中科技大学
专　业: 轮机工程
关键词: AUV自救系统 FPGA 水声通信 Verilog HDL 频率编码
分类号: U666.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 19次
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内容摘要

海洋是人类生存活动十分重要的领域,随着人类文明的进一步发展,人类对资源的消费急剧增长,要维持人类的进一步发展,就必须了解、开发和利用海洋资源。水声通信技术是海洋开发领域中一个极具挑战性的研究课题。由于水声信道是一个十分复杂的时变、空变、频变参随机多径传输的信道,而且它的环境噪声高、带宽窄、可适用的载波频率低以及传输的时延大等诸多不利因素,加剧了抗多径干扰的困难。实现误码率低,数据率高的水声通信仍是很困难的技术,由此水声通信技术也成为当今最为复杂的通信技术之一。本文针对一套用于AUV(Autonomous Underwater Vehicle)自救系统的水声应答器,介绍了现水声应答器的系统组成、信号构成及工作过程,着重分析了编码的硬件电路和编码原理,提出了基于大规模逻辑器件FPGA(Field-Programmable Gate Array)的软件化分频及编码方案。在QuartusⅡ开发环境下,采用Verilog HDL(Hardware-Description-Language)语言及参数化的程序设计方法,在FPGA上实现了这种软件式的分频和频率编码,与原本数字电路的实现方式比较,提高了现水声应答器的可靠性和集成度,降低了功耗,同时使系统的可扩展性等到了增强。运用开发软件对编码程序进行了仿真,在开发板上进行了分频及编码的试验,达到了预期的目标。设计了基于FPGA的编码电路原理图,为制作电路板打下基础。可以预见,水声通信技术的成熟化将促使我国海洋科学及海洋开发装备的技术水平不断提高。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-17
  1.1 课题研究意义  9-11
  1.2 国内外研究现状  11-14
  1.3 课题背景来源  14
  1.4 主要研究内容  14-17
2 水声通信编码方案概述  17-22
  2.1 引言  17
  2.2 常见水声通信编码体制介绍  17-22
3 水声应答器及通讯编码数字电路实现  22-33
  3.1 引言  22
  3.2 水声应答器工作原理  22-29
  3.3 基于数字电路的水声通讯编码技术  29-32
  3.4 本章小结  32-33
4 Altera FPGA 开发方法分析  33-42
  4.1 引言  33
  4.2 FPGA 及其设计规则  33-39
  4.3 硬件描述语言Verilog  39
  4.4 开发环境  39-41
  4.5 本章小节  41-42
5 基于FPGA 的水声通讯编码实现  42-55
  5.1 引言  42-43
  5.2 通用开发系统  43-44
  5.3 基于FPGA 的软件实现  44-49
  5.4 基于FPGA 的硬件设计  49-54
  5.5 本章小结  54-55
6 全文总结  55-57
致谢  57-58
参考文献  58-63
附录1 硕士期间发表论文  63-64
附录2 电路原理图  64

基于FPGA的水声通讯编码技术研究

内容摘要

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