[發明專利]一種基于線性調頻的空氣聲波通信編碼方法

有效

• 申請號: 201810800672.9
• 申請日: 2018-07-20
• 公開（公告）號: CN108988957B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 秦德智
• 申請（專利權）人: 廣州市歐智智能科技有限公司
• 主分類號: H04B11/00
• 分類號: H04B11/00;H04L1/00;H04L27/12
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;宋靜娜

本發明公開的一種基于線性調頻的空氣聲波通信編碼方法，采用多種以上相同持續時間、相同相位以及不同起始、截止頻率的線性調頻信號代表2個或者2個以上比特的數據碼元，將數據信息調制在所述線性調頻信號的起止頻率和調頻斜率上得到數據幀，然后在數據幀的頭部添加長度信息，而且引入糾錯校驗碼，同時對碼元的前肩和后肩進行斜坡幅度調制，在數據幀的頭尾部加入幀起始和結束信號。本發明的一種基于線性調頻的空氣聲波通信編碼方法，利用線性調頻信號可以從局部推演出全局的特性，能夠有效地抗多徑干擾，同時在數據幀中加入了糾錯校驗碼進一步提高聲波通信解碼在低信噪比的情況下的解碼成功率，利用斜坡幅度調制降低了聲波通訊時的噪聲。

技術領域

本發明屬于空氣聲波通信技術領域，具體涉及一種基于線性調頻的空氣聲波通信編碼方法。

背景技術

目前空氣聲波通信的編碼方法基本上是沿用無線電通信的編碼方法，有：2FSK、MFSK、BPSK、DPSK、QPSK、OFDM。而聲波通信有其自身的特點：(1)通信速率低；(2)由于聲波傳輸速度很慢，速度為340米/秒，而且聲波的傳輸途徑多種多樣，直射、折射、反射，這就導致多徑干擾會很嚴重。上面這些無線電編碼方法的碼元自相關性不強，一旦碼元被干擾，就有可能產生誤碼。在通信過程中由于相位、頻率和幅度的突變還會產生刺耳的噪聲。當前的編碼方式沒有考慮空氣聲波的傳輸特性，存在編碼效率低、無法進一步減輕多徑干擾、會產生刺耳的噪聲等缺點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于線性調頻的空氣聲波通信編碼方法，其抗多徑干擾效果好，還能減少聲波通信過程中產生的噪聲。

本發明所采用的技術方案是：一種基于線性調頻的空氣聲波通信編碼方法，采用四種或四種以上相同持續時間、相同相位以及不同起始、截止頻率的線性調頻信號代表2個或者2個以上比特的數據碼元，將數據信息調制在所述線性調頻信號的起止頻率和調頻斜率上得到數據幀。

優選的，所述線性調頻信號的數學表達式為cos(2π*(fb+(fe-fb)*t/T)*t)，其中，f_b為起始頻率，f_e為截止頻率，T為持續時間，t的取值為0≤t≤T。

進一步的，用線性調頻信號的編碼方式將所述數據幀的長度附加在所述數據幀的頭部。

或者，在所述數據幀的尾部附加幀結束信號。

進一步的，利用CRC8算法在所述數據幀加入糾錯校驗碼，所述CRC8算法的多項式公式是x8+x2+x+1。

進一步的，在所述數據幀的最前端附加幀起始信號。

優選的，對所述數據幀的每個數據碼元的前肩進行斜坡幅度調制，對所述數據幀除最后一個數據碼元外的其余數據碼元的后肩進行斜坡幅度調制，在同一個數據碼元中，前肩斜坡幅度調制的時間短于后肩斜坡幅度調制的時間。

本發明的有益效果是：本發明的一種基于線性調頻的空氣聲波通信編碼方法，利用線性調頻信號可以從局部推演出全局的特性，能夠有效地抗多徑干擾，同時在數據幀中加入了糾錯校驗碼進一步提高聲波通信解碼在低信噪比的情況下的解碼成功率，利用斜坡幅度調制降低了聲波通訊時的噪聲。

附圖說明

圖1是本發明實施例1的無幀結束標志的編碼圖；

圖2是本發明實施例2的有幀結束標志的編碼圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細說明。