[發明專利]一種基于濾波多音調制的時反水聲通信方法

有效

• 申請號: 201510477828.0
• 申請日: 2015-08-06
• 公開（公告）號: CN105187350B
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發明（設計）人: 李海森;孫琳;李若;陳寶偉;周天;徐超;朱建軍;杜偉東;董照琦
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04B13/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于濾波多音調制的時反水聲通信方法。在發射端，將通信頻帶劃分成帶寬相同、通帶互不重疊、阻帶具有很強抑制性的多個子載波，并且子載波間并不設置保護頻帶，隨后將信息序列進行串/并轉換并調制到多個子載波上并行傳輸；在接收端，將接收信號解調到基帶，然后利用時反和自適應均衡技術對基帶信號中的碼間干擾和噪聲干擾進行抑制，自適應均衡輸出的判決值經過并/串轉換后即可得到信息序列的估值。本發明利用濾波多音調制技術擴展了碼元符號的寬度，降低了多途擴展影響的碼元范圍，從而達到降低時反處理后的殘余碼間干擾，提高時反水聲通信性能的目的。

技術領域

本發明屬于水聲通信領域，尤其涉及一種具有高可靠性的基于濾波多音調制的時反水聲通信方法。

背景技術

高速時反水聲通信是近年來時反水聲通信領域的研究熱點。通信速率的提高降低了碼元的寬度，增加了單載波時反水聲通信中未壓縮的多途所影響的碼元范圍，從而降低了通信性能、增加了自適應均衡的運算復雜度。為了降低多途擴展的影響，可以將多載波技術與時反技術相結合。中國專利CN201210008467.1提出了一種基于時反和OFDM聯合處理的水聲通信方法，然而在由于水聲信道的多途效應比較嚴重，因此為了保證一個符號內子載波間的正交性，OFDM的子載波的帶寬必須很窄，而過窄的子載波會導致基于OFDM技術的通信系統對頻偏比較敏感，為了保證通信性能，該方法必須采用較為復雜頻偏補償技術。為了克服OFDM時反水聲通信方法對頻偏敏感的問題，Song A.等(Song A.and Badiey M.Timereversal acoustic communication for multiband transmission[J].JASA ExpressLetters,2012,131(4):EL283-EL288)提出了一種新的多載波TR水聲通信方法，該方法子載波的帶寬較寬，通帶互不重疊，阻帶具有很高的抑制性，并且在相鄰子載波間還插入了保護頻帶，因此該方法抗頻偏的能力較強，接收的子信號也可以采用單載波水聲通信中常用的二階鎖相環技術進行頻偏補償，但是由于該方法中使用了保護帶寬，因此與單載波時反水聲通信方法相比，該方法的頻帶利用率會降低。

發明內容

本發明的目的是提供一種抗頻偏性能強、頻帶利用率高的，基于濾波多音調制的時反水聲通信方法。

一種基于濾波多音調制的時反水聲通信方法，包括以下步驟，

步驟一：將通信頻帶B劃分為帶寬相同、通帶互不重疊、阻帶具有較強抑制性的M個子載波，每個子帶的帶寬為B/M，并且相鄰子載波間并不設置保護頻帶；

步驟二：將信息序列a(nT_b)進行串/并轉換得到M個子序列{a_i(nT)},i＝1,…,M，對M個子序列{a_i(nT)}進行K倍的內插，內插后的M個子序列經過發射濾波器g(kT_c)處理后，被分別調制到M個子載波上，得到各子載波上的調制信號

步驟三：將M個子載波上的調制信號x_i(kT_c)合并得到信息信號利用一個調頻帶寬等于通信帶寬B并且時間帶寬積大于100的線性調頻信號構造探測信號，然后在探測信號和信息信號間插入保護間隔構成發射信號，保護間隔的時長大于信道多途擴展影響的最大碼元范圍，發射端將發射信號發射出去；

步驟四：接收端進行信號接收，利用接收的探測信號進行幀同步，從接收信號中提取信息信號r′(kT_c)，利用M個子載波對接收的信息信號r′(kT)進行相干解調，從而得到M個基帶信息信號r_m(kT_c),m＝1,…,M，M個基帶信息信號經過接收濾波和K倍的抽取后得到M個碼元序列{y_m(kT)},m＝1,…,M；