[发明专利]一种基于水声稀疏正交频分复用的多载波调制方法

说明书

本发明公开了一种基于水声稀疏正交频分复用的多载波调制方法，包括：发射端：信号源产生的二进制比特流信息经过信源编码后得到编码后的信息信息经过信道编码后得到数据数据经过正交相移键控调制后映射为信号信号经过解调器的调制后，生成发送数据发送数据中包含了信号的所有信息；发送数据添加循环后缀和帧头信号，成为完整的一帧信号并通过水听器发送到实际水声信道中；接收端：获取带循环前缀的接收信号，去掉循环前缀，得到接收端的调制数据再经过信道估计及解调器的解调之后，得到接收到的正交相移键控信号经过解映射得到比特流比特流经过信道解码为在信源解码后得到二进制比特流信息。

技术领域

本发明涉及数字多载波传输技术领域，尤其涉及在正交频分复用(OFDM)的基础上，将压缩感知的思想应用到多载波调制，提出了一种基于水声稀疏正交频分复用的多载波(SOFDM)调制方法。

背景技术

目前，水声通信的应用越来越广泛。但是水声信道因其噪声大，传播时延大以及多径效应严重等特点，被称为最具有挑战性的信道之一。

正交频分复用技术(OFDM)可以通过添加循环前缀的方法来应对信道中的多径效应，在一定程度上消除了符号间干扰以及子载波间干扰，具有较好的鲁棒性。因此OFDM技术首先被应用到水声通信中。

但是，OFDM的子载波对其正交性要求十分严格，必须绝对正交，否则在接收端解调的时候会出现误差，从而导致误码率的上升。例如：水声信道中多普勒频移较大这一特点，就会影响OFDM的各个子载波之间的正交性。

发明内容

本发明提供了一种基于水声稀疏正交频分复用的多载波调制方法，本发明立足于OFDM多载波传输系统，结合压缩感知的部分思想，完成了SOFDM多载波传输方法的设计，详见下文描述：

一种基于水声稀疏正交频分复用的多载波调制方法，所述方法包括以下步骤：

发射端：

信号源产生的二进制比特流信息经过信源编码后得到编码后的信息信息经过信道编码后得到数据

数据经过正交相移键控调制后映射为信号信号经过解调器的调制后，生成发送数据发送数据中包含了信号的所有信息；

发送数据添加循环后缀和帧头信号，成为完整的一帧信号并通过水听器发送到实际水声信道中；

接收端：

获取带循环前缀的接收信号，去掉循环前缀，得到接收端的调制数据再经过信道估计及解调器的解调之后，得到接收到的正交相移键控信号

经过解映射得到比特流比特流经过信道解码为在在信源信源解码后得到二进制比特流信息。

其中，所述解调器具体为：

其中，G为字典矩阵，其生成方法如下：G＝(g_0,0,g_0,M-1,...,g_k,m,...,g_N-1,0,...g_N-1,M-1)

其中，g_k,m表示第k个子载波第m次混叠，其表达式如下：

g_k,m[n]＝δ[(n-mΔ)modN]*g_k[n]

n＝0,1,2,...,N-1,

k＝0,1,2,...,N-1,

m＝0,1,2,...,M-1,