论文部分内容阅读
随着人类社会的发展,人们对资源的需求越来越大,陆地上的资源已无法满足人类的发展。人们将目光瞄向了占地球面积更大的海洋,因而解决水下远距离无线通信的问题迫在眉睫。人类迄今为止发现的能够在水下远距离传播的能量形式只有声波,水声通信技术近年来得到了长足的发展,水声通信技术也成为了一个研究热点。相对于电磁波无线通信来说水声无线通信发展较缓慢,其中一个主要原因就是因为水声信道环境复杂,传播过程中容易受到多径干扰。现代水声通信系统均已采用数字通信系统,更加高级的编码方式、性能更好的信道估计算法和均衡手段大大提高水声通信的可靠性并增加了传输距离。一般的数字信号处理平台无法满足数字编码对性能的要求,因而很有必要开发具有高速信号处理能力的水声通信信号处理系统。本文以高性能低功耗的数字信号处理器OMAPL138和EP3C120作为主要处理器,设计并实现了一个高速水声通信信号处理平台。文中介绍了水声通信信号处理平台的设计要求,对各个功能模块的硬件设计进行了详细的方案论证与芯片器件选型。本文设计的平台主要的功能模块包括:电源供电模块、数字信号处理模块、6路高精度A/D采样、CAN总线、微控制器模块、串口网口通信、实时时钟等。本文详细描述了各个模块的硬件电路设计过程与实现方法。并总结了设计过程中遇到的问题和解决方法。为了验证设计的正确性,本文在PCB布局布线结束后进行了关键信号的信号完整性仿真,并对整个板子进行了电源完整性仿真,均能达到设计要求。板子做好之后对各个功能模块进行了调试,DDR2内存测试、AD芯片采样测试、SD卡读写测试、NAND FALSH存储测试、串口通信测试和网口通信测试。各个功能模块验证通过之后又将信号处理平台组成水声MODEM进行水声通信系统的湖上试验和海上试验,试验结果进一步证明了该信号处理平台可以满足设计要求,可应用于复杂的水声通信环境。最后总结了全文的主要研究成果以及不足,并对下一步要做的工作提出了规划。