[發(fā)明專(zhuān)利]一種高頻帶利用率MT-MFSK水聲通信方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810994428.0
• 申請(qǐng)日: 2018-08-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109347777B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張琳?qǐng)@;武巖波;朱敏;李欣國(guó);郭衛(wèi)振
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): H04L27/26
• 分類(lèi)號(hào): H04L27/26;H04L27/10;H04L1/00;H04B11/00;H04B13/02
• 代理公司: 北京方安思達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;武玥

1.一種高頻帶利用率MT-MFSK水聲通信方法，包括以下步驟：

步驟1)在發(fā)射端，對(duì)信源比特流進(jìn)行分組，生成多個(gè)2^M進(jìn)制符號(hào)，對(duì)所述多個(gè)2^M進(jìn)制符號(hào)進(jìn)行非二進(jìn)制不規(guī)則重復(fù)累加編碼，然后進(jìn)行MT-MFSK調(diào)制，MT-MFSK為多音頻多元頻移鍵控；再經(jīng)頻域映射、離散傅里葉逆變換IFFT、加循環(huán)前綴、峰均比抑制和加滾降形成若干個(gè)多載波符號(hào)，將所述若干個(gè)多載波符號(hào)組裝成一個(gè)數(shù)據(jù)包，通過(guò)DA芯片轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，經(jīng)發(fā)射機(jī)放大后，由換能器發(fā)出；

步驟2)在接收端，換能器接收到的模擬信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大和AD轉(zhuǎn)換后提取出若干多載波符號(hào)，對(duì)每個(gè)多載波符號(hào)進(jìn)行MT-MFSK軟解調(diào)獲得多進(jìn)制符號(hào)的軟信道信息，利用多進(jìn)制符號(hào)的先驗(yàn)信息和軟信道信息，進(jìn)行非二進(jìn)制不規(guī)則重復(fù)累加編碼的迭代譯碼，輸出比特流，每輪迭代結(jié)束后對(duì)輸出的比特流進(jìn)行校驗(yàn)；如果校驗(yàn)正確，則譯碼結(jié)束；如果校驗(yàn)錯(cuò)誤，且未達(dá)到最大迭代次數(shù)，則開(kāi)始新一輪迭代譯碼；

所述步驟1)包括：

步驟1-1)對(duì)信源比特流進(jìn)行分組，每組有L個(gè)比特，將任一比特分組的L個(gè)比特表示為[a⁽¹⁾,…,a^(L)]，每個(gè)比特取值為0或1；每組的L個(gè)比特依次經(jīng)過(guò)循環(huán)冗余編碼CRC，比特符號(hào)映射，組合形成H*I*J*R個(gè)2^M進(jìn)制符號(hào)；

其中，M為MT-MFSK的階數(shù)，H為每個(gè)多載波符號(hào)包含的MT-MFSK載波狀態(tài)組數(shù)，I為每數(shù)據(jù)幀多載波符號(hào)數(shù)，J為每數(shù)據(jù)包包含的數(shù)據(jù)幀數(shù)，R為非二進(jìn)制不規(guī)則重復(fù)累加編碼碼率；

步驟1-2)對(duì)H*I*J*R個(gè)2^M進(jìn)制符號(hào)進(jìn)行編碼階數(shù)為M、碼率為R的2^M進(jìn)制的不規(guī)則重復(fù)累加編碼，即依次進(jìn)行非規(guī)則重復(fù)、白化、交織和累加，最后輸出H*I*J個(gè)2^M進(jìn)制符號(hào)；

步驟1-3)對(duì)H*I*J個(gè)2^M進(jìn)制符號(hào)進(jìn)行N選K的MT-MFSK調(diào)制后得到H*I*J組N位載波狀態(tài)，其中，N為MT-MFSK調(diào)制載波數(shù)，K為MT-MFSK傳號(hào)載波數(shù)，2^M≤C_N^K2^M+1；

步驟1-4)將H*I*J組N位載波狀態(tài)中每H組N位載波狀態(tài)交叉映射到頻域，每一位對(duì)應(yīng)一個(gè)頻點(diǎn)，該位值為1則該頻點(diǎn)的幅度為1，相位隨機(jī)；值為0則該頻點(diǎn)的幅度為0，形成一個(gè)頻域符號(hào)；共得到I*J個(gè)頻域符號(hào)；

步驟1-5)對(duì)每個(gè)頻域符號(hào)，依次進(jìn)行離散傅里葉逆變換IFFT、加循環(huán)前綴、峰均比抑制、加滾降，得到I*J個(gè)多載波符號(hào)；

步驟1-6)每I個(gè)多載波符號(hào)為一組，前面插入幀同步和前保護(hù)間隔，后面插入后保護(hù)間隔，組成1個(gè)數(shù)據(jù)幀；共得到J個(gè)數(shù)據(jù)幀；

步驟1-7)對(duì)J個(gè)數(shù)據(jù)幀，前面插入包同步，后面插入尾同步，組成一個(gè)數(shù)據(jù)包，將數(shù)據(jù)包經(jīng)DA芯片轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，被發(fā)射機(jī)放大后，由換能器發(fā)出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻帶利用率MT-MFSK水聲通信方法，其特征在于，所述步驟1-1)包括：

步驟1-1-1)對(duì)信源比特流進(jìn)行分組，每組有L個(gè)比特，L＝M*H*I*J*R-F，F(xiàn)為循環(huán)冗余編碼CRC校驗(yàn)位數(shù)；

步驟1-1-2)對(duì)每個(gè)比特分組進(jìn)行循環(huán)冗余編碼CRC，即插入F位循環(huán)冗余校驗(yàn)序列；

步驟1-1-3)對(duì)進(jìn)行CRC校驗(yàn)后的比特分組，每M比特組合成一個(gè)2^M進(jìn)制符號(hào)，形成H*I*J*R個(gè)2^M進(jìn)制符號(hào)。