[发明专利]一种移动水声通信方法

权利要求书

1.一种移动水声通信方法，其特征在于包括下述步骤：

(1)在通信系统的发送端对数据源中的数据进行信道编码和数字调制得到串行数据，然后进行串并变换转化成并行数据流；

(2)将导频插入每一组的并行数据，通过逆离散分数阶傅里叶变换进行子载波调制，在进行离散分数阶傅里叶变换时采用Pei采样型离散算法，生成的子载波信号具有相同调频率和不同中心频率，各子载波的频率其中，T为一个正交频分复用多载波调制OFDM符号的时长；n表示第n个子载波，t表示时间，取值范围是(0，T)；α为IDFRFT的变换角度，范围是α与分数阶傅里叶变换阶次p的关系为

(3)将调制后的符号加上保护间隔，经过并串转换成串行数据后，通过发射换能器的发送进入水声信道；

(4)在接收端经过接收换能器并进行串并转换后，先去掉保护间隔，然后通过阶次扫描搜索迭代算法搜索最优阶次；所述的阶次扫描搜索迭代算法如下：

(4.1)根据发射端FRFT调制所用的FRFT变换角度α确定阶次p的搜索范围，变换角度α与阶次p的关系为p的搜索范围是(0,1)；

(4.2)对变量p、u分别采用0.01～0.05的搜索间隔直接搜索；

(4.3)根据搜索范围进行不同阶次的DFRFT，形成(α,u)平面的FRFT域能量分布，u表示分数阶傅里叶域；

(4.4)在(α,u)平面上搜索使得FRFT域能量最大的峰值位置所对应的角度α，进而根据得到阶次p作为粗略估计的阶次值p₁；

(4.5)以p₁为初始值进行拟牛顿法的迭代搜索，得到精确估计的最优阶次值p₂；拟牛顿法迭代过程为：

其中，及为参数α和u的第n次搜索的结果，λ_n为第n次搜索的步长系数，X_α(u)为接收信号在分数阶傅里叶域的形式，H_n为函数|X_α(u)|²在点的尺度矩阵，可以通过迭代方法求得；

(5)使用最优阶次的分数阶傅里叶变换对信号进行子载波的解调，同时接收端进行分数阶傅里叶域的信道估计和均衡；信道估计采用最小二乘信道估计，信道均衡采用ZF均衡；

(6)均衡后去除导频并进行并串转换成串行数据，进行数字解调和信道译码，最后得到数据输出。