[發明專利]一種蛙人用便攜式水聲通信設備與方法

有效

• 申請號: 201010500898.0
• 申請日: 2010-10-09
• 公開（公告）號: CN101969348A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發明（設計）人: 李宇;黃海寧;王靜
• 申請（專利權）人: 蘇州桑泰海洋儀器研發有限責任公司
• 主分類號: H04B13/02
• 分類號: H04B13/02;H04B1/69;H04L27/18;H04L27/10;G10L19/00
• 代理公司: 蘇州市新蘇專利事務所有限公司 32221
• 代理人: 楊曉東

1.一種蛙人用便攜式水聲通信設備，包括數據輸入裝置、通信發射裝置、通信接收裝置、數據輸出裝置及與各裝置相連接的電源與接口裝置，其特征在于：所述數據輸入裝置采集語音信號，語音信號經壓縮編碼后發送至通信發射裝置，通信發射裝置將接受到的信號轉換成聲信號發送到水聲信道中，水聲信道中的聲信號被通信接受裝置采集后，轉化成電信號發送至數據輸出裝置，數據輸出裝置將電信號轉化處理后通過耳機播放。

2.根據權利要求1所述蛙人用便攜式水聲通信設備，其特征在于：

所述數據輸入裝置包括麥克風，音頻編碼器與控制模塊，所述音頻編碼器將麥克風采集的語音信號進行實時無損語音壓縮編碼，并發送至通信發射裝置，所述控制模塊通過旋鈕設置指令控制通信發射裝置；

所述通信發射裝置包括：參數選擇器，用戶映射器，數據編碼器，數據分組器，混沌序列發生器，混沌映射器，混沌調制器，同步脈沖發生器，波形發生器，發射轉換與控制模塊，匹配網絡與功率放大器以及收發共置換能器；其中，所述參數選擇器根據控制模塊提供的指令，選擇與發射信息類別相匹配的頻段和數據率，分別提供給用戶映射器和數據編碼器；所述用戶映射器根據參數選擇器提供的參數選擇與用戶相匹配的混沌參數發送給混沌映射器以及混沌序列發生器；所述數據編碼器根據參數選擇器提供的參數對控制模塊提供的消息指令或者音頻編碼器提供的語音數據進行信源編碼與信道編碼；所述數據分組器將數據編碼器發送的數據流進行分組，并發送至混沌調制器；所述混沌序列發生器根據用戶映射器提供的參數通過混沌映射方程產生由不同初始值確定的混沌序列，并發送至混沌映射器和同步脈沖發生器；所述混沌映射器根據用戶映射器所提供的參數對混沌序列發生器所產生的混沌序列進行映射生成相互正交的混沌調頻值序列映射分組和混沌調相值序列映射分組，并將這些分組發送至混沌調制器；所述混沌調制器根據混沌映射器提供的混沌調頻值序列映射分組和混沌調相值序列映射分組，進行分組M元混沌擴頻調制，將數據分組器提供的數據分組調制成發射數據塊，并發送至波形發生器；同步脈沖發生器根據混沌序列發生器提供的用戶同步混沌序列，生成由線性調頻脈沖與混沌調頻調相脈沖組成同步雙脈沖，并發送至波形發生器；波形發生器將混沌調制器提供的發射數據塊和同步脈沖發生器提供的同步雙脈沖進行組合生成最終的通信發射信號，并發送給發射轉換與控制模塊；所述發射轉換與控制模塊將通信發射信號進行數/模轉換以及發射調理，并將模擬發射信號與發射參數送至匹配網絡與功率放大器；所述匹配網絡與功率放大器由發射轉換與控制模塊驅動進行模擬發射信號的功率放大和匹配；所述收發共置換能器位于圓柱狀細長水密罐上部，在匹配網絡與功率放大器的驅動下，將模擬發射信號轉換成聲信號發送到水聲信道中；

所述通信接收裝置包括收發共置換能器，前置濾波與放大器，模/數轉換器，同步檢測器，同步脈沖發生器，混沌序列發生器，副本生成器，信道均衡器，混沌解調器，數據解碼器；其中，所述收發共置換能器負責采集水聲數據，進行聲電轉換發送至前置濾波與放大器；所述前置濾波與放大器對模擬接收信號進行濾波與放大，送至模/數轉換器；所述模/數轉換器將模擬接收信號轉換成數字信號，發送至同步檢測器；所述混沌序列發生器通過混沌映射方程產生信道內所有用戶可能使用的混沌序列，并發送至副本生成器和同步脈沖發生器；所述同步脈沖發生器根據混沌序列發生器提供的多用戶同步混沌序列，生成由線性調頻脈沖與混沌調頻調相脈沖組成多用戶同步雙脈沖副本，并發送至同步檢測器；所述同步檢測器根據同步脈沖發生器提供的多用戶同步雙脈沖副本進行通信信號檢測，如果檢測到通信信號則進行同步后將數據發送至信道均衡器，并將對應用戶標識發送至副本生成器；所述信道均衡器對通信信號進行信道均衡，后送至混沌解調器；所述副本生成器根據混沌序列發生器提供的混沌序列和同步檢測器提供的用戶標識，生成對應多用戶分組M元擴頻副本集合，送至混沌解調器；所述混沌解調器根據信道均衡器提供的數據與副本生成器提供的多用戶分組M元擴頻副本集合，進行混沌擴頻序列的相關解調，生成解調數據并發送至數據解碼器；所述數據解碼器將解調數據進行解碼生成接收信息，發送至數據輸出裝置；

所述數據輸出裝置包括用戶判別器，消息映射器，音頻編碼器與耳機，所述用戶判別器判別通信接收裝置獲得的數據，將語音數據發送給音頻編碼器，將消息數據發送給消息映射器；所述消息映射器將報文數據內容映射成預置語音數據流發送至耳機播放；所述音頻解碼器將語音數據進行實時無損語音壓縮解碼，并將解碼語音數據流發送至耳機播放。