穿金属超声波通信系统的基础研究

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设计了一种穿金属超声波通信系统，利用超声波在金属中具有较强的穿透力的特点，克服密闭金属容器形成的静电屏蔽效应对传统无线通信造成的影响，实现容器内部和外部的点对点通信。本论文首先从传输信道出发，根据超声波在金属介质中的传输特性和信道的基本问题，对通信系统进行解构分析，将超声信道分为初级响应通路和回波通路并进行建模。再利用系统辨识技术和Steiglitz-McBride迭代方法对模型参数进行估计，同时基于信道响应与模型响应间的均方误差，求解模型阶数。然后从通信系通的调制技术出发，提出了OFDM技术与穿金属超声波通信系统的结合，并分析了其可行性及其相关技术，阐述了它对超声波通信系统性能的改善。同时从提高系统传输速率出发，介绍了MIMO技术，重点探讨了超声波在金属介质中存在的码间干扰对MIMO的影响，并提出两种解决方案。最后从系统性能出发，为保证系统传输的可靠性，分别根据回波衰减包络、回波与发送信号间关系建立码间干扰边界，并分析得到指定误码率下最优传输速率的约束条件；同时为消除信道回波干扰，提出将超声波穿金属通信与均衡技术相结合的概念，并根据超声穿金属信道的两种通路模型，给出两种均衡设计方案，结果表明：简化后的均衡设计虽然复杂度较低，但是回波成分仅降低了9dB；而改进后的均衡器设计可以利用相消脉冲完全抵消回波信号的影响，但代价是实现上的高复杂度。

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作者
邢莉颖;
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作者单位

南京邮电大学;

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授予单位南京邮电大学;
学科通信与信息系统
授予学位硕士
导师姓名曹自平;
年度 2018
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类
关键词
金属; 超声波; 通信系统;

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