[發(fā)明專利]基于OFDM的聲波通信系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410499592.6
• 申請(qǐng)日: 2014-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN104243388B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳景竑;陳相寧;馮靜衠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陳景竑
• 主分類號(hào): H04L27/26
• 分類號(hào): H04L27/26;H04B11/00
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司32224
• 代理人: 董建林

1.基于OFDM的聲波通信系統(tǒng)，其特征在于：包括聲波發(fā)送端和聲波接收端，所述聲波發(fā)送端包括依次連接的信道編碼模塊、信號(hào)調(diào)制模塊、DA轉(zhuǎn)換模塊和揚(yáng)聲器，所述聲波接收端包括依次連接的麥克風(fēng)、AD轉(zhuǎn)換模塊、信號(hào)解調(diào)模塊和信號(hào)譯碼模塊，所述信道編碼模塊用于接收原始數(shù)據(jù)，所述信號(hào)譯碼模塊用于輸出原始數(shù)據(jù)，所述揚(yáng)聲器與麥克風(fēng)之間通過低于24kHz以下通信信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，

所述信道編碼模塊，包括依次連接的第一BCH編碼單元、交織單元、第二BCH編碼單元，實(shí)現(xiàn)對(duì)原始數(shù)據(jù)，進(jìn)行擴(kuò)展，得到擴(kuò)展后數(shù)據(jù)；

所述信號(hào)譯碼模塊，包括依次連接的第一BCH譯碼單元、解交織單元、第二BCH譯碼單元，實(shí)現(xiàn)將擴(kuò)展后數(shù)據(jù)還原成原始數(shù)據(jù)；

所述信號(hào)調(diào)制模塊，基于OFDM對(duì)擴(kuò)展后數(shù)據(jù)的進(jìn)行調(diào)制，將信道分成若干正交子信道，將擴(kuò)展后數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調(diào)制到在每個(gè)子信道上進(jìn)行傳輸，包括依次連接的符號(hào)映射單元、IDFT單元和信號(hào)擴(kuò)展單元，所述符號(hào)映射單元接收信道編碼模塊輸出的擴(kuò)展后數(shù)據(jù)，所述信號(hào)擴(kuò)展單元輸出數(shù)字音頻信號(hào)給DA轉(zhuǎn)換模塊；

所述信號(hào)解調(diào)模塊，基于OFDM對(duì)接收數(shù)字音頻信號(hào)的進(jìn)行解調(diào)，將一個(gè)信道分解為若干個(gè)正交子信道，將數(shù)字音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為擴(kuò)展后數(shù)據(jù)，解調(diào)到轉(zhuǎn)換后的信道上進(jìn)行傳輸，包括依次連接的DFT單元、同步捕捉單元和符號(hào)逆映射單元，所述DFT單元用于接收AD轉(zhuǎn)換模塊輸出的數(shù)字音頻信號(hào)，所述符號(hào)逆映射單元輸出擴(kuò)展后數(shù)據(jù)至信號(hào)譯碼模塊，所述同步捕捉單元若捕捉數(shù)據(jù)信號(hào)失敗，則通過滑動(dòng)單元反饋給DFT單元；

所述符號(hào)映射單元用于將擴(kuò)展后數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，將信道分成若干正交子信道，將每組數(shù)據(jù)映射為一個(gè)OFDM符號(hào)，轉(zhuǎn)化過程為，將每組數(shù)據(jù)的各個(gè)比特根據(jù)星座圖分配到其對(duì)應(yīng)的子信道中，包括數(shù)據(jù)信號(hào)信道，恒定信號(hào)信道、零功率信號(hào)信道及巴克碼信號(hào)信道，所述數(shù)據(jù)信號(hào)信道用于將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分到各個(gè)數(shù)據(jù)信道；所述恒定信號(hào)信道用于OFDM符號(hào)同步；所述零功率信號(hào)信道用于校正頻率；所述巴克碼信道把星座中特定點(diǎn)的位置作為+1和-1，用于實(shí)現(xiàn)幀同步；

所述信號(hào)擴(kuò)展單元用于減少在相鄰的兩個(gè)OFDM符號(hào)切換時(shí)的能量泄露，需要復(fù)制部分原信號(hào)延拓作為過渡區(qū)域，保證信號(hào)的周期性需要復(fù)制原信號(hào)尾部信號(hào)作為前過渡區(qū)域與保護(hù)間隔，復(fù)制原信號(hào)頭部信號(hào)作為后過渡區(qū)域，前一個(gè)OFDM符號(hào)的后過渡區(qū)與后一個(gè)OFDM符號(hào)的前過渡區(qū)相疊加，前、后過渡區(qū)的漸變窗函數(shù)依次為：

f1(x)=12(cos(x)+1),x∈(π,2π);f2(x)=12(cos(x)+1),x∈(0,π).]]>

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于OFDM的聲波通信系統(tǒng)，其特征在于：所述符號(hào)逆映射單元，根據(jù)同步捕捉單元輸出信號(hào)的強(qiáng)度和相位畫出星座圖，根據(jù)星座圖還原出擴(kuò)展后數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于OFDM的聲波通信系統(tǒng)，其特征在于：所述前過渡區(qū)與原信號(hào)之間設(shè)有保護(hù)間隔區(qū)域，所述保護(hù)間隔區(qū)為原信號(hào)尾部信號(hào)的延拓。