[发明专利]一种基于分组信噪比置信度的OFDM-MFSK水声通信技术

权利要求书

1.一种基于分组信噪比置信度的OFDM-MFSK水声通信方法，具体包括如下步骤：

(1)发射端将信息进行2分集调制，并将一帧数据的收尾加入线性调频信号；

(2)接收端对帧前同步信号进行检测，完成数据截取和多普勒因子估计，并对接收数据进行多普勒补偿；

(3)对每个数据符号进行解调，并按照分组信噪比置信度的合并方式对分集信号进行合并；

(4)最后对分集合并后的数据进行解调；

所述的2分集调制具体包括：

所述的将信息进行2分集调制是指将全部N个子载波划分为两个分集支路，即分集支路1为子载波[1:N/2]、分集支路2为子载波[N/2+1:N]，且两个分集支路映射上完全相同的信息；

所述的线性调频信号具体包括：

所述的线性调频信号的带宽为系统工作带宽，线性调频信号的带宽与线性调频信号的时间乘积大于100，且数据与两个线性调频信号间的保护间隔长度大于信道的最大多途扩展长度；

所述的步骤(2)具体包括：

利用数据首尾的线性调频信号进行匹配滤波，计算整帧数据的平均多普勒因子，并根据平均多普勒因子采用线性插值的方法完成接收信号的多普勒补偿；具体包括如下步骤：

(2.1)对接收到的数据以同步信号作为参考信号进行相关运算，寻找帧前和帧后同步信号的峰值坐标点，计算两个信号的时间间隔T_r，根据如下公式计算整个数据块的多普勒因子

其中，T_t为发射帧信号中两个线性调频信号的时间间隔；

(2.2)采用线性插值的方式得到多普勒补偿后信号的幅值：

设函数f(x)在区间[x₀,x₁]两端点的函数值为f(x₀)和f(x₁)，使用线性函数L(x)＝ax+b近似代替区间[x₀,x₁]内的f(x)，通过选择参数a和b，使得L(x₀)＝f(x₀)，L(x₁)＝f(x₁)，由直线方程的两点可求得L(x)的表达式为

结合公式(2)和新采样点位置为即可完成接收信号的多普勒补偿；

所述的步骤(3)中的解调具体包括：

将多普勒补偿后的信号进行串并转换，并去掉循环前缀和循环后缀，得到OFDM-MFSK符号；对每个OFDM-MFSK数据符号进行DFT解调得到相应子载波的频域数据；

所述的步骤(3)中的分组信噪比置信度的合并方式具体包括：

设一个OFDM-MFSK数据符号进行DFT运算后得到N个子载波频域数据R(f_i)i＝1,2,...,N，则每条分集支路由P组MFSK数据组成，P＝N/2M；设每组数据有效载波位置和空载波位置的集合分别为Υ_A(q,p)和Υ_N(q,p)，由此可以计算得到当前组数据的噪声估计σ_q,p和信噪比SNR_q,p，q代表不同分集支路，这里取值为1和2；将当前组数据减去噪声功率σ_q,p得到新数据R′_q,p(f_m)，然后按照如下公式完成分组信噪比置信度的信号合并

其中：

R′_q,p(f_m)＝R_q,p(f_m)-σ_q,p

所述的步骤(4)具体包括：

所述的分组信噪比置信度的合并方式是指对不同分集支路的数据按照M元为一组进行噪声和信噪比估计，每组数据减掉该组估计出的噪声并将该组信噪比作为置信度进行相乘运算，最后将两个分集支路数据对应求和完成分集合并。