[發(fā)明專利]一種5G多載波水聲通信方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811478420.5
• 申請(qǐng)日: 2018-12-05
• 公開（公告）號(hào): CN109462443B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳金秋;康鵬斌;劉鵬云;邵會(huì)兵;姚宏達(dá);劉輝;王小虎;劉浩源
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 唐山照瀾海洋科技有限公司;北京控制與電子技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): H04L27/26
• 分類號(hào): H04L27/26;H04B13/02
• 代理公司: 北京匯知杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11587
• 代理人: 蔡倫;周愷

本發(fā)明涉及一種5G多載波(廣義頻分復(fù)用)水聲通信方法，屬于水聲通信領(lǐng)域，涉及廣義頻分復(fù)用(GFDM，Generalized Frequency Division Multiplexing)水聲通信技術(shù)。本發(fā)明提出了一種適用于水聲領(lǐng)域的GFDM通信系統(tǒng)，包括系統(tǒng)整體實(shí)現(xiàn)及發(fā)射端和接收端結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了在帶寬資源有限的水聲信道中，子塊和子載波數(shù)目的靈活選擇，提高了頻譜利用率。并且GFDM技術(shù)具有更低的峰均比，使其更適用于多為電池供電的水聲系統(tǒng)中，能夠更為有效的利用能量。本發(fā)明的目的是針對(duì)信道帶寬資源有限的水聲通信領(lǐng)域，提供一種有效利用信道資源和零散頻譜資源的方法，可促進(jìn)未來水下組網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種5G多載波(廣義頻分復(fù)用)水聲通信方法，屬于水聲通信領(lǐng)域，涉及廣義頻分復(fù)用(GFDM，Generalized Frequency Division Multiplexing)水聲通信技術(shù)。

背景技術(shù)

5G通信是無線電領(lǐng)域中提出的一種尚處于探索階段的移動(dòng)通信技術(shù)，該技術(shù)能夠發(fā)展更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更高的頻譜利用效率并且能夠與其他先進(jìn)技術(shù)完美結(jié)合，是一種可根據(jù)實(shí)際需要分配資源的智能通信技術(shù)。新一代通信技術(shù)要求其可根據(jù)實(shí)際通信需求進(jìn)行感知和調(diào)整，符合未來移動(dòng)通信中變化快速、多樣的需求。在未來5G系統(tǒng)中，主要需求為高數(shù)據(jù)傳輸速率，這種對(duì)高數(shù)據(jù)傳輸速率的需求對(duì)帶寬資源有限的水聲通信系統(tǒng)更為重要。因此，多載波通信技術(shù)再一次引起了研究人員的關(guān)注。在水聲通信中，頻譜資源極為有限，因此，如何充分利用頻譜資源，乃至一些空白頻譜成為了未來的研究重點(diǎn)。通常，一些空白頻譜所處頻段不同并且往往具有非連續(xù)性，傳統(tǒng)多載波技術(shù)中的常用技術(shù)-(OrthogonalFrequency Division Multiplexing,OFDM)技術(shù)較難實(shí)現(xiàn)對(duì)這些頻譜資源的利用，并且技術(shù)要求各個(gè)子載波必須嚴(yán)格正交，使得系統(tǒng)對(duì)頻偏敏感，另外，多個(gè)子載波的疊加也會(huì)產(chǎn)生較高的峰均比，且該值會(huì)隨著子載波數(shù)目的增多而變大，而水聲信道帶寬資源有限，為了在通信頻帶內(nèi)盡可能多的傳輸信息，多載波水聲通信系統(tǒng)的子載波數(shù)目往往較大，故OFDM水聲通信系統(tǒng)有可能具有更高的峰值平均功率比，這就對(duì)水聲通信系統(tǒng)的功率放大器提出了更高的要求，猶如前文所說，即使功率放大器達(dá)到了發(fā)射信號(hào)的要求，較高的峰均比也會(huì)使功放長時(shí)間工作在大信號(hào)區(qū)，造成能量的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)信道帶寬資源有限的水聲通信領(lǐng)域，提供一種有效利用信道資源和零散頻譜資源的方法。

本發(fā)明提出了一種適用于水聲領(lǐng)域的GFDM通信系統(tǒng)，包括系統(tǒng)整體實(shí)現(xiàn)及發(fā)射端和接收端結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了在帶寬資源有限的水聲信道中，子塊和子載波數(shù)目的靈活選擇，提高了頻譜利用率。并且GFDM技術(shù)具有更低的峰均比，使其更適用于多為電池供電的水聲系統(tǒng)中，能夠更為有效的利用能量。本發(fā)明的目的是針對(duì)信道帶寬資源有限的水聲通信領(lǐng)域，提供一種有效利用信道資源和零散頻譜資源的方法，可促進(jìn)未來水下組網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。

因此，本發(fā)明一種5G多載波水聲通信方法，所述方法包括如下步驟：

步驟一：在發(fā)射端，對(duì)源數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，對(duì)編碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)行GFDM調(diào)制，代表GFDM調(diào)制后的信號(hào)；

步驟二：對(duì)GFDM調(diào)制后的信號(hào)添加循環(huán)前綴；

若T₀代表子符號(hào)周期，T_cp代表循環(huán)前綴長度，則一個(gè)GFDM的符號(hào)周期為：

T_GFDM＝T_cp+M·T₀

其較OFDM技術(shù)使用更少的循環(huán)前綴，因此，具有更高的頻譜效率；

步驟三：調(diào)制后的信號(hào)經(jīng)過水聲信道后，在接收端，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行同步、水聲信道估計(jì)與均衡后，進(jìn)行GFDM解調(diào)；

步驟四：對(duì)GFDM解調(diào)后的信號(hào)進(jìn)行解映射和解碼。

優(yōu)選地，本發(fā)明還包括選自如下1-4中的特征：