[实用新型]分组多用户水声通信Modem

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是水声通信领域，更确切地说，涉及一种分组多用户水声通信Modem，适用于对通信速率较高、稳健性较强的水声通信环境中。 

背景技术

近年来随着人类海洋活动的增加，海洋资源勘探、水下作业、海洋环境检测等领域均对数据传输与通信有着很强的需求，而水下无缆信息交互是依靠水声通信的，所以水声通信技术逐渐成为了研究热点，而水声通信Modem的研制成为该领域的重要目标之一。 

多载波频移键控(MFSK)是一种非相干调制技术，其将并行信息调制在不同载波后并行进行传输，可有效提高系统的通信速率。相比于相干调制解调技术，MFSK调制解调器在接收端不需要进行载波同步，在时变性较强的水声信道中通信时，可避免载波同步困难的难题。同时MFSK调制解调技术属于宽带系统，在频域为梳状滤波器的水声信道中进行传输时，可以从频域抵抗多途效应。采用MFSK调制解调技术可以大大简化通信接收机的复杂度。 

直接序列扩频技术利用伪随机序列的相关特性，可有效降低噪声影响以及其他用户干扰，因此直接序列扩频通信系统既有较强的抗干扰能力，可以在低信噪比下稳健工作。另外基于伪随机序列可实现码分多址，在无线电通信中具有广泛的应用。 

本实用新型基于MFSK调制技术结合直接序列扩频技术，并在将二者有机结合的基础上研制了分组多用户水声通信Modem。 

发明内容

鉴于此，本实用新型公开了分组多用户水声通信Modem，其发送端依次由接口电路(101)，内部控制单元(102)，DS-MFSK调制器(103)，多PN序列同步信号生成器(104)，延时叠加器(105)，功率放大器(106)，收发合置换能器(107)组成；接收端依次由收发合置换能器(107)，信号调理器(108)，多PN序列同步器(109)，DS-MFSK解调器(110)，内部控制器(102)，接口电路(101)组成，其中发送端与接收端共用接口电路(101)，内部控制器(102)，收发合置换能器(107)。 

本实用新型所公开的分组多用户水声通信Modem其发送端的工作过程为：由接口电路(101)从上位机或者是存储单元获得待发信息，内部控制器(102)根据预设通信模式与用户组别控制多PN序列同步信号生成器(104)产生同步信号，控制DS-MFSK调制器将待发信息调制成待发信号，延时叠加器(105)将同步信号与待发信息信号延时叠加顺序发送至功率放大器(106)，功率放大器(106)将输入信号放大驱动收发合置换能器(107)将信号辐射至水中。 

本实用新型所公开的分组多用户水声通信Modem其接收端的工作过程为：首先由收发合置换能器(107)接收水中声信号将其转化为电信号送入信号调理器(108)，信号调理器(108)将输入信号滤波放大同时送入多PN序列同步器(109)与DS-MFSK解调器(110)，多PN序列同步器(109)检测同步信号输出帧信号同步时基以及多普勒系数至DS-MFSK解调器(110)、输出通信模式以及鉴别的用户编号至内部控制器(102)，DS-MFSK解调器(110)根据多PN序列同步器(109)提供的同步时基与多普勒系数对信号调理器(108)输出信号进行解调，并将解调后的信息送入接口电路(101)。 

本实用新型所公开的分组多用户水声通信Modem具有实现简单、稳健性较高，可实现较高速水声通信以及多用户通信的优点，具体来说： 

第一、利用多伪随机序列同步器快速实现帧同步同时完成用户组别、通信模式鉴定以 及多普勒系数估计。 

第二、利用DS-MFSK调制解调器可实现MFSK信号的快速解调，同时可支持多用户通信。 

由此可见，本实用新型设计新颖、技术含量高、易于实现且成本较低，非常适合于海洋资源勘探、水下作业、海洋环境监测等对水声通信有需求的领域的工程应用。 

附图说明

为了使本实用新型的内容更利于相关专业技术人员理解，下面对附图进行简单说明。 

图1为本实用新型所述的分组多用户水声通信Modem结构框图。 

图2为本实用新型所述的分组多用户水声通信Modem发射端电路结构图。 

图3为本实用新型所述的分组多用户水声通信Modem功率放大器功率放大电路原理图。 

图4为本实用新型所述的分组多用户水声通信Modem接收信号调理电路连接框图 

具体实施方式

下面结合附图和本实用新型一种较佳的具体实施例对本实用新型作进一步说明。