[发明专利]一种移动水声通信方法

摘要

本发明提供了一种移动水声通信方法，生成通信所需的DPLFM信号，调制所需传输的数据，在接收端经过移动水声通信信道接收信号，并进行虚拟时反处理，最后对虚拟时反后的接收信号进行滤波和解调。本发明利用PLFM信号替代LFM信号作为水声通信系统的载波信号，结合分段式线性调频和FDM技术，使传统LFM水声通信方法的频谱利用率和数据率都得到了有效的提高；同时，在通信发射端和接收端相对运动速度较低时，本发明无需多普勒频移补偿，就可与进行了多普勒频移补偿的OFDM水声通信系统的性能相一致甚至更优，拥有算法简便的优势。

主权项

1.一种移动水声通信方法，其特征在于包括下述步骤：第一步，确定通信系统参数，其中，码元时长T不小于10ms，不大于50ms；码元带宽时长比例因子Cl＝0.5；不同信息的信号间的频率间隔子频带带宽B_s和子频带数N的乘积等于系统可用总带宽；子频带内完成M元调制所需的2^M‑1个信号的起始频率组两两之间间隔Δf，等于其所属子频带的截止频率；第二步，根据第一步确定的参数生成2^M‑1进制数据分别对应的信号，以起始频率为的DPLFM信号表示偶数0,2,4··2^M‑2，将偶数信号时间轴反转信号表示奇数1,3,5··(2^M‑1‑1)；将DPLFM信号与2^M‑1进制数据的对应关系形成调制表；第三步，将待传输的2进制数据转化为2M‑1进制的形式，然后进行串并转换，逐一分配到N个子频段上，再通过编码选择器，选择数据所对应的信号，最后将N个子频段的信号相加，形成一帧数据；发射信号逐帧串联，直到数据全部调制完毕，或总信号时长达到1s，打包成为一个数据块，进行发送；如总信号时长达到1s后仍有为调制完的数据，则重复本步骤继续调制，并距离上一数据块发送时间2s后发送，直至数据全部调制完成；第四步，经过移动水声通信信道的接收信号其中，s(t)为发射端的发射信号，M(t)表示多径个数，τ_i(t)表示第i条径相对于第1条径的到达时延，a_i为第i条路径的衰减因子，a(t)表示t时刻的多普勒因子，n(t)为接收端接收到的加性高斯白噪声；第五步，将预先估计出来的信道的单位冲激响应进行时间反转，得到T_h为信道单位冲激响应的长度，δ(t)表示冲激函数；然后将接收信号与反转过的冲激响应进行卷积，得到时反处理后的接收信号第六步，利用任意一个通带与系统带宽相同的带通滤波器，对接收信号进行滤波处理；第七步，接收端在各子频段内将接收信号按帧与调制表中对应频段的信号进行相关，将相关函数峰值最高的信号所对应的数据作为最终的解调数据，然后将各子频段的数据进行合并，并串转换，然后转化为二进制数据。