[發明專利]一種自適應調整單載波水聲相干通信制式的方法

有效

• 申請號: 201210230359.9
• 申請日: 2012-07-04
• 公開（公告）號: CN103532881A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 朱敏;李海蓮;武巖波
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04L25/03;H04B13/02
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉;楊青

技術領域

本發明涉及相干通信領域，特別涉及一種自適應調整單載波水聲相干通信制式的方法。

背景技術

水聲信道具有傳播速度低，可用帶寬窄的特點，是一個典型的時變、多徑衰落信道。鹽度、溫度、深度、風、浪以及航運等人類活動都會對水聲信道產生顯著的影響，相比無線電波信道，水聲信道要惡劣得多。

相干通信是目前最為常見的一種通信方式。現有技術中的相干通信方式包括多相移鍵控（MPSK）、差分相移鍵控（DPSK）和正交幅度調制（QAM）等調制方法。而在水聲通信領域中，使用最多的相干通信方式為多相移鍵控（MPSK）和差分相移鍵控（DPSK）的調制方法，尤其是多相移鍵控（MPSK）調制方法。使用MPSK調制方法可以取得較高的頻譜利用率，MPSK調制方法的通信制式有多種，包括BPSK、QPSK、8PSK、16PSK。不同的通信制式有不同的數據傳輸速率，且對傳輸信道的要求也各有不同。在通信過程中為了降低通信誤比特率、提高系統魯棒性與數據傳輸速率，可對通信制式進行自適應調整。

在無線通信系統中已經提出了一些通信制式的自適應調整方法。根據無線通信信道的傳輸條件，信噪比（信號功率估計與噪聲功率估計的比值）通常被用來作為現有的自適應調整方法的判決參數。但在利用水聲信道進行通信的系統中，水聲信道的多徑、混響現象嚴重，它們和環境噪聲一樣制約著接收效果，限制高階通信制式的使用。如果在利用水聲信道進行通信的系統中，所采用的通信制式自適應調整方法依然將信噪比作為判決參數，那么在信噪比估計中，嚴重的多徑分量或混響分量會隨著發送功率的提高而提高，采用平均能量的方法不能將其和信號有效部分區分，因而經常出現信噪比估計很好但通信效果很差的情況。因此，在利用水聲信道進行通信的系統中，需要一種更有效的、簡便易行的信道評價方法，將其作為通信制式自適應調整的依據。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的通信制式自適應調整方法效果不佳，不適應水聲信道的缺陷，從而提供一種有效、簡便易行的方法。

為了實現上述目的，本發明提供了一種自適應調整單載波水聲相干通信制式的方法，用于在包含相干通信發送端與相干通信接收端的水下通信系統中實現對相干通信制式的自適應調整，包括：

步驟1）、所述相干通信發送端按默認通信制式向所述相干通信接收端發送信號，所發送信號的頭部包括Chirp信號；

步驟2）、所述相干通信接收端對所接收到的信號進行采集，為采集信號中所包含的Chirp信號與所述相干通信接收端本地的Chirp信號求取最佳同步位置；

步驟3）、計算步驟2）所得到的最佳同步位置的互相關系數；

步驟4）、所述相干通信接收端根據步驟3）所得到的最佳同步位置的互相關系數選取相干通信制式，選取結果回傳所述相干通信發送端；

步驟5）、所述相干通信發送端根據步驟4）確定的相干通信制式發送相干通信數據，所述相干通信接收端根據所接收到的相干通信數據的幀頭信息確定相干通信制式，進而根據該相干通信制式接收相干通信數據。

上述技術方案中，在所述的步驟2）中，所述的求取最佳同步位置采用將采集信號中所包含的Chirp信號與本地的Chirp信號求滑動相關的方法實現。

上述技術方案中，在步驟3）中，所述的互相關系數用ρ_opt表示，其計算公式如下：