干扰抑制电路设计论文提纲

论文题目：水声通信系统中自干扰模拟信号抑制电路设计

摘要：水声通信系统中,海水对高频信号存在极大衰减,使得可使用的信号频段较低,导致其可用带宽存在限制。同时同频全双工技术可以使收发双方在同一频率下同时工作,有效提高频谱利用率。在水声通信系统中,全双工技术会在接收端引入比有用信号功率高70～80d B的自干扰信号,在远传输距离的前提下,这会对自干扰抑制造成挑战。本文将针对水声全双工通信系统,对模拟域自干扰抑制技术展开研究和测试。具体工作内容如下:第一,针对自干扰抑制模块的总体需求,理论推导和仿真确定对工程误差的要求。首先,根据水声传播信道噪声分析以及场景分析,得到总自干扰抑制量为86d B,模拟域实现40d B。然后,针对总体需求,理论推导和电路仿真不同条件下的自干扰抑制能力,从而确定工程误差对自干扰抑制能力的影响。根据仿真结果,为满足自干扰抑制能力大于40d B,时延误差需小于0.75μs、幅度误差需小于5%、重建通道数量需大于2。第二,根据总体需求进行方案设计,并对关键指标进行分析,最终完成电路和算法的设计。首先,根据总体需求确定总体方案,并对关键电路指标进行分析,得到ADC与DAC的动态范围和信噪比需大于90d B。然后,根据电路指标分析对模拟电路进行设计和优化,并利用理论计算和电路仿真对设计进行评估。最后,采用最小均方误差（LMS）算法作为自干扰抑制算法进行实现。第三,搭建测试平台,对模拟电路和自干扰抑制模块进行性能测试。首先,对模拟电路进行测试,测试结果表明电路设计符合指标要求。然后,对自干扰抑制模块进行测试。其中使用信号幅度为0.5V～2V的单音信号进行测试,该模块自干扰抑制能力不小于40d B。使用9k Hz和12k Hz的双音信号进行测试,该模块自干扰抑制能力为45d B。最后使用带宽为3k Hz的带宽信号进行测试,自干扰抑制能力为41d B。综上所述,本文设计和实现了一种模拟域自干扰抑制模块。该模块工作频率范围为7～15k Hz,采用数字辅助式自干扰抑制结构。测试结果显示,该模块能够对幅度不超过2V的自干扰信号,实现40d B的自干扰抑制。论文验证了模拟域自干扰抑制的可行性,对水声全双工通信系统模拟域自干扰抑制的研究提供了一定的参考价值。

关键词：自干扰抑制;全双工;水声通信

学科专业：工程硕士（专业学位）

摘要

abstract

第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究进展

1.2.1 模拟域自干扰抑制技术研究现状

1.2.2 移动通信系统自干扰抑制技术研究现状

1.2.3 水声通信系统自干扰抑制研究现状

1.2.4 水声通信自干扰信道研究现状

1.3 研究内容与贡献

1.4 论文结构及安排

第二章 相关理论及技术基础

2.1 引言

2.2 模拟域自干扰抑制关键技术

2.2.1 直接耦合式

2.2.2 数字辅助式

2.3 水声换能器工作原理与相关特性

2.4 水声信号传播特性

2.5 水声传播信道噪声分析

2.6 本章小结

第三章 自干扰抑制需求分析与方案设计

3.1 引言

3.2 自干扰抑制需求分析与方案设计

3.2.1 自干扰抑制场景分析

3.2.2 自干扰抑制需求分析

3.2.3 自干扰抑制方案设计

3.3 自干扰抑制关键参数分析

3.3.1 自干扰抑制理论性能分析

3.3.2 自干扰抑制关键参数仿真

3.3.3 自干扰抑制链路仿真分析

3.4 本章小结

第四章 自干扰抑制电路与算法设计

4.1 引言

4.2 自干扰抑制电路指标分析

4.2.1 信号采样电路指标分析

4.2.2 重建模块指标分析

4.2.3 数模转换电路指标分析

4.2.4 自干扰抑制电路指标分析

4.3 自干扰抑制电路设计与性能分析

4.3.1 信号采样电路设计与性能分析

4.3.2 重建模块设计与性能分析

4.3.3 数模转换电路设计与性能分析

4.3.4 自干扰抑制电路设计与性能分析

4.4 自干扰抑制算法设计

4.4.1 自干扰抑制算法原理

4.4.2 自干扰抑制算法仿真

4.5 本章小结

第五章 自干扰抑制电路测试与验证

5.1 引言

5.2 自干扰抑制电路实现

5.3 信号采样电路测试

5.4 模块测试与验证

5.4.1 环境搭建

5.4.2 自干扰抑制测试

5.5 本章小结

第六章 总结

6.1 本文贡献

6.2 下一步工作的建议

致谢

参考文献