[发明专利]一种全双工水声通信自干扰信号信道建模方法

权利要求书

1.一种全双工水声通信自干扰信号信道建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：利用有限元建模方法对全双工水声通信机壳体进行建模，利用时域求解器获得自环回路干扰时域信号；

步骤二：利用本地参考信号采用信道估计方法获得自环回路干扰信号信道，τ_sn与t分别为自环回路干扰信号信道抽头传播延迟与时间，则自环回路干扰信号信道最大时延拓展T_SLI为τ_sn，基于此时延拓展截取自环回路干扰信号信道h_SL(τ_sn,t)；

步骤三：建立垂直信道模型，计算多途自干扰信号传播路径到达时延T_SMI；

步骤四：计算多途自干扰信号传播各路径损失P_MLn；

步骤五：获得自干扰信号信道整体到达时延及路径损失，具体为：T_SLI和T_SMI中较大者为自干扰信号信道整体到达时延，P_MLn为自干扰信号信道整体路径损失。

2.根据权利要求1所述的一种全双工水声通信自干扰信号信道建模方法，其特征在于：步骤三所述计算多途自干扰信号传播路径到达时延T_SMI具体为：

其中，T_sn为n次反射后且第一次反射为水面反射的到达时间，T_bn为n次反射后且第一次反射为海底反射的到达时间，D_t为发射换能器距离水面距离，D_r为近端接收换能器距离水面距离，D_p为所在环境水深，n为反射次数，c为声速，为向下取整操作，mod为取余操作，令T_s＝{T_sn,n＝1,2,...,N}，T_b＝{T_bn,n＝1,2,...,N}，将T_s与T_b中元素按数值大小顺序排列，设其中最大值为T_max、最小值为T_min，则可得到多途自干扰信号传播路径到达时延T_SMI＝T_max-T_min。

3.根据权利要求1或2所述的一种全双工水声通信自干扰信号信道建模方法，其特征在于：步骤四所述计算多途自干扰信号传播各路径损失P_MLn具体为：

自干扰信号传播路径损失P_MLn满足：

P_MLn＝10log₁₀A(l_d,f)+η_bR_fb+η_rR_fr

其中，η_b表示海底反射次数，η_r表示海底反射次数，A(l_d,f)为吸收损失，R_fb为海底反射损失，R_fr为海面反射损失；

A(l_d,f)满足：

其中，A_r为标度常数，a(f)为吸收系数函数，f为发射信号频率，l_d为传播距离，k为扩展系数；

海底反射损失R_fb和海面反射损失R_fr满足：

R_fb＝-20log₁₀|γ_b|

R_fr＝-20log₁₀|γ_r|

其中，γ_b为海底反射系数，γ_r为海面反射系数。