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任何信息需要借助声、光、电信 号进行传递，由于光信号和电信号在海水中的衰减比较严重，而声波是人类迄今为止已知的惟一能在水中远距离传播的能量形势，因此，近些年海洋中的水声通信系统的研究以及开发成了热点。水声通信是指利用水声信道进行通信双方数据传输的通信系统，水声通信系统构成与传统的无线电通信系统构成具有极大的相似性，但是水声通信系统是将电信号转换成声信号，携载信息的声信号在水中进行传播完成系统的数据传输。

1 水声通信系统的总体结构

基于CDMA的水声通信调制/解调系统的设计框图如图1所示，整个设计系统主要实现了信号的CDMA调制/解调、控制DAC 以及ADC 进行数字采集，模数转换和数模转换由专用的集成芯片来实现。功率放大 器的功能是实现对调制信号的放大，信号放大与调理是功率放大的逆过程；发射水声换能器实现将经过放大器产生的电磁能转化为声能，接收水声换能器是将接收到的声信号转化为电信号。

图1 水声通信系统基本模型

设计的水声通信系统电路原理框图如图2 所示。系统的主控制芯片是Altera 公司的Cyclone Ⅲ系列的EP3C10E144C8N，内部主要包括通信模块、扩频模块、BPSK调制模块及相应的解调模块；外围电路包括整个系统的供电电路、实现A/D 转换的ADS7800芯片、实现D/A 转换的TY5639 芯片、为整个系统提供时钟信号的的晶振电路、实现TTL电平与CMOS电平兼容的电平转换芯片74HC245A、用于烧写目标程序的JTAG接口，另外还包括数据传输的电路等。

图2 水声通信系统的电路设计框图

该系统的工作过程：首先是上位机模拟发射端，将要发送的数字信号经串行口发送给FPGA芯片，通信模块接收数字信息后依次传送给扩频模块BPSK 调制模块，至此将接收到的数字信息进行调制后产生的信号经D/A转换器转换成模拟电信号，然后该电信号经水声换能器转换成声信号发送出去，携载了发送方发送信息的声信号在水下环境进行传播。其次是接收端，接收端同样有一个水声换能器负责将接收到的声信号转换成电信号，经A/D 转换器后，所得数据信号经同步后进行BPSK解调，最后将解调出来的数字信号经通信模块传给串行口，从而发送给接收端，一次水声通信过程完成。 (责任编辑：admin)