[发明专利]一种基于索引调制的多载波水声抗干扰通信方法

说明书

一种基于索引调制的多载波水声抗干扰通信方法，考虑解决水声通信环境中存在非连续频带干扰导致系统接收端误码率较高等问题，在传统水声FBMC通信系统中引入一维子载波状态索引调制技术的基础上，根据非连续干扰频率范围，对FBMC‑IM系统的通信频带进行划分，使得与非连续频带干扰信号混叠部分的子载波静默，未受干扰的子载波保持活跃状态并承载通信信号，实现了不连续的通信频带划分，规避了干扰的影响，提高抗干扰能力，相较于在现有水声多载波通信干扰规避方面具有创新性。

技术领域

本发明涉及水声通信技术领域，具体为一种基于索引调制的多载波水声抗干扰通信方法。

背景技术

近几十年里，国内外关于水声高速通信的研究主要以多载波调制技术为主，其中正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multi-plexing,OFDM)技术是典型，它的优势在于数据传输速率高且频谱利用率较高，但是为了提高系统的性能，OFDM需要加入循环前缀来克服其载波间干扰和符号间干扰。为解决OFDM带外辐射和带外衰减方面的劣势，提出一种滤波器组多载波(FilterBank Multi-Carrier，FBMC)水声通信技术，最大的优势特点在于无需循环前缀的情况下系统也仍然具有较强的载波间干扰和符号间干扰的抵抗性。尽管相比较于OFDM，FBMC系统性能有所提升，但FBMC系统仍存在子载波和符号间的干扰。为解决有用符号均受到周围符号对其叠加的干扰问题，受空间域发射信息思想(只用激活的部分天线来发射信息，未激活的天线当作辅助发射索引信息)引入一维索引信息，加入空载波，让部分子载波处于激活状态承载信息，提出基于一维索引调制的水声多载波通信。此外，水声通信环境中窄带干扰(Narrow Band Interference,NBI)是一种常见干扰类型，它能量高且占用系统的部分带宽，破坏子载波之间的正交性，会导致多载波系统通信性能下降等等问题，对于这些干扰规避的方法目前在水声通信邻域的研究仍相对较少。

发明内容

本发明提供了一种水声多载波抗干扰通信方法，以解决现水声通信环境中存在非连续频带干扰，导致通信系统的接收端误码率较高等问题。

一种基于索引调制的多载波水声抗干扰通信方法，包括如下步骤：

步骤1：对传统水声FBMC通信系统加入一维索引信息得到基于索引调制的FBMC水声通信系统；

步骤2：对不同激活子载波数的情况下水声FBMC-IM通信系统误码率计算并仿真，确定合适的激活子载波数作为无干扰的水声FBMC-IM通信系统；

步骤3：考虑水声通信环境中存在非连续频带干扰，在所述步骤2的无干扰的水声FBMC-IM系统通信环境中加入非连续频带干扰；

步骤4：根据水声通信环境中非连续干扰频率范围，对无干扰的FBMC-IM系统的通信频带进行划分，使得与非连续频带干扰信号混叠部分的子载波静默，未受干扰的子载波保持活跃状态并承载通信信号，实现不连续的通信频带划分，得到水声FBMC-IM抗干扰通信系统，以实现多载波水声的抗干扰通信。

进一步地，步骤1的FBMC水声通信系统中，系统发射端需要对传输的信息进行比特分流处理，分为星座调制比特和索引调制比特；定义输入到发送端的数据信息比特为A比特，一个FBMC块中的全部子载波数为M，发送端的信息经过分流处理后被分成了G组，每组所包含的比特数为P比特；同样的将全部子载波M分为g个子载波块，M个子载波被分成了G个子载波块，每个子载波块的载波数为Q，使每组的P比特信息对应映射到一个长度为Q的子载波块上；每组中P比特信息＝分成了P₁比特和P₂比特两部分，P₁比特为索引调制比特，用来控制被激活的子载波的位置；P₂比特为星座调制比特，被映射到激活的k个子载波中。