[发明专利]一种水声通信性能测试设备及方法

说明书

针对目前没有针对水声Modem通信性能测试的测试设备，且现有的基于待测设备自身对自身性能的测试和评价存在客观性不足的问题，本发明设计了一种基于模拟水声信道的水声Modem通信性能的测试设备及方法，通过构建逼近真实海洋水声信道模拟器的方式测试水声Modem在不同海况、水深、通信距离、移动性条件下的通信性能，该设备可从第三方的角度在水池对被测水声Modem性能进行全面客观的测定。

技术领域

本发明属于水声通信技术领域，具体涉及一种测试水声通信机(即，水声Modem)通信性能的测试设备及方法，适用于对各种类型和各种接口的水声通信设备进行性能测试。

背景技术

海洋约占地球表面积的71％，人类活动的空间逐渐从陆地向海洋扩展，21世纪也被称为海洋的世纪。海洋蕴藏着丰富的矿产和鱼类资源，同时也是我国连接世界的蓝色桥梁和重要门户，因此开发海洋具有重要的政治意义、民用价值和军事价值。不管是海底资源勘探，还是潜艇或水下航行器航行，它们都需要有一个可靠的水声通信网络进行通信控制。水声Modem是水声通信网络的通信节点，分布在网络的空间各处，各节点间协同工作，用于完成数据的收发。

水声Modem的性能对水声通信网络的通信质量影响很大。一个方面是海洋环境十分复杂，并时刻变化着，这种复杂性主要表现在多径传播和多普勒效应上；另一方面是水声Modem本身设计的问题，水声Modem所采用的设计方案和具体的通信技术都会影响其通信性能。

衡量一个水声Modem的性能指标主要有通信误码率、数据传输速率、通信距离等。目前，鲜有用于水声通信性能测试的专用设备的报道，通常的做法是发送端发送一段特定的数据，接收端在其解码的基础上计算误码率等性能指标，以此来完成对水声Modem通信性能的测试。然而，这种测试方法通过被测试Modem来实现并给出测试结果，基于被测试设备自身对自身性能的测试和评价存在客观性不足的问题。而另一方面，国内外水声Modem目前都是定制的，其内部电路、编码与制式都是不同的。因此通过一个第三方设备对被测水声Modem性能进行客观准确的测定就显得尤为重要。

水声Modem的主要功能是在水下用声信号完成对数据的收发。虽然，在外场湖试或海试时，某些测试设备能实地实时、准确、客观地测试水声Modem的性能。然而，特定的外场试验得到的试验数据仅能反映通信机在特定试验环境下的性能，水声通信机在其他水域中的性能则需要再次开展试验。更重要的是，在每次的外场试验中需要投入大量的人力和物力，而且存在某些特定水域无法开展试验测试的情形。因此，通过模拟水声信道的方式在实验室搭建测试系统来测试水声Modem的性能就显得十分必要。

发明内容

要解决的技术问题

针对目前没有针对水声Modem通信性能测试的测试设备，且现有的基于待测设备自身对自身性能的测试和评价存在客观性不足的问题，本发明设计了一种基于模拟水声信道的水声Modem通信性能的测试设备及方法，通过构建逼近真实海洋水声信道模拟器的方式测试水声Modem在不同海况、水深、通信距离、移动性条件下的通信性能，该设备可从第三方的角度在水池对被测水声Modem性能进行全面客观的测定。

技术方案

一种水声通信性能测试设备，其特征在于包括人机显控模块、控制中心、测试序列生成器、性能评估与计算单元、水声信道模拟模块、宽频换能器模块、接口电路和存储模块；

人机显控模块：测试人员可以通过显控屏选择测试设备要模拟的逼近真实的海洋条件，并选择测试序列，启动测试过程，察看测试数据；测试序列可以选择设备存储模块中的预设测试序列，或由测试人员通过显控屏直接输入测试序列；

控制中心：响应人机显控模块，控制测试序列生成器、性能评估与计算单元、水声信道模拟模块、宽频换能器模块、接口电路、存储模块；

测试序列生成器：根据控制中心的命令生成特定的电信号形式的测试序列；