[发明专利]一种管道应急声通信方法

摘要

本发明公开一种管道应急声通信方法，包括：将待传输的信息转换为二进制数字信号；将上述二进制数字信号进行差分Pattern时延差编码；通过敲击管道传输信号：将完成一次敲击所需要的时间作为Pattern码的脉宽，将前一次敲击声结束到下一次敲击声开始间的时间间隔作为一个码元的编码时间；从接收到的信号中截取一段信号作为参考信号与原信号求相关，通过最短重叠分析的方法译码得到所传输的信息。本发明降低了时延测量误差，保证了译码的正确率，通信速率比现有管道应急声通信系统提高了约118%，且计算量小，具备一定的抗干扰性能。

主权项

一种管道应急声通信方法，其特征在于，包括将待传输的信息转换为二进制数字信号；将上述二进制数字信号进行差分Pattern时延差编码；通过敲击管道传输信号：将完成一次敲击所需要的时间作为Pattern码的脉宽，将前一次敲击声结束到下一次敲击声开始间的时间间隔作为一个码元的编码时间；根据采集到的声信号译码得到所传输的信息；所述译码的方法如下：建立能够存放N帧数据的数据处理数组，N为携带一个完整码元的最短数据的帧数向上取整，也即：$N=\[\frac{2T_p+\mathrm{\Δ}\mathrm{\τ}(2^n-1)}{T_f}\]+1$其中，T_f为采集一帧数据所用的时间，T_p为完成一次敲击所需要的时间，△τ为编码量化间隔，n为每个码元携带的bit数；从接收到的信号中截取一段信号作为时延估计的参考信号；每次执行时将数据处理数组中的各帧数据顺次前移一帧的位置，最前的一帧数据移出，当前接收到的一帧数据存放入最后一帧的位置；用上述参考信号与当前数据处理数组做一次滑动相关，得到一组敲击信号的相关峰；对该组敲击信号的相关峰进行时延差译码，计算各相邻峰值之间的时间差，然后通过聚类得到数据处理数组中的N帧数据携带的码元信息；从该组敲击信号的相关峰中截取前N‑1帧数据所对应的相关峰，进行时延差译码并计算相邻峰值之间的时间差，再通过聚类得到前N‑1帧数据携带的码元信息；对比上述N帧数据携带的码元信息和前N‑1帧数据携带的码元信息，计算得到最后一帧数据携带的码元信息，即为接收到的当前信息。