[發(fā)明專利]一種基于OOK調(diào)制解調(diào)的通信裝置及其通信方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110205766.3
• 申請(qǐng)日: 2021-02-24
• 公開（公告）號(hào): CN112866157B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙曉燕;周田華;陳衛(wèi)標(biāo);王啟龍;李冬冬;張睿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京中科神光科技有限公司
• 主分類號(hào): H04L27/04
• 分類號(hào): H04L27/04;H04L27/06
• 代理公司: 南京睿之博知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32296
• 代理人: 劉菊蘭

本發(fā)明公開了一種基于OOK調(diào)制解調(diào)的通信裝置及其通信方法，包括發(fā)射裝置和接收裝置，發(fā)射裝置設(shè)置數(shù)字信號(hào)調(diào)制單元，接收裝置設(shè)有數(shù)字信號(hào)解調(diào)單元和信噪比監(jiān)測(cè)模塊；數(shù)字信號(hào)調(diào)制單元設(shè)有機(jī)動(dòng)時(shí)隙模塊，通過(guò)機(jī)動(dòng)時(shí)隙模塊依據(jù)碼元機(jī)動(dòng)插入時(shí)隙，既能避免碼間串?dāng)_問(wèn)題，又能保障通信速率純凈度；數(shù)字信號(hào)解調(diào)單元在解調(diào)模塊前設(shè)置預(yù)處理模塊；預(yù)處理模塊對(duì)信號(hào)進(jìn)行滑窗累加和分頻處理，選擇最佳分頻進(jìn)行解調(diào)，并且信噪比監(jiān)測(cè)模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信號(hào)的信噪比特性，可以自動(dòng)調(diào)節(jié)解調(diào)參數(shù)，高效可靠的完成各類信號(hào)的解調(diào)，可以有效識(shí)別淹沒(méi)在噪聲中的微弱信號(hào)；同時(shí)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、無(wú)復(fù)雜運(yùn)算、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、安全可靠，魯棒性高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、具有自修復(fù)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于OOK調(diào)制解調(diào)的通信裝置及其通信方法。

背景技術(shù)

在通信領(lǐng)域中，調(diào)制技術(shù)和解調(diào)技術(shù)最為關(guān)鍵，直接影響到通信系統(tǒng)的可靠性和高效性，OOK（On-Off Keying），即開關(guān)鍵控，是一種二進(jìn)制振幅鍵控技術(shù)，該技術(shù)作為一種較早的調(diào)制方式，由于其編碼簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)成本低、頻譜效率高而被廣泛應(yīng)用于水下可見光通信、自由空間光通信、超寬帶移動(dòng)通信、光纖通信等領(lǐng)域。

OOK信號(hào)具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的明顯優(yōu)勢(shì)，但容易受到外界干擾和突發(fā)因素，會(huì)使得信號(hào)發(fā)生失真或變形等不確定因素，并且隨著通信速率的提高，這種影響對(duì)信號(hào)的傳輸產(chǎn)生的影響越來(lái)越明顯，基于脈沖幅度變化提取信息的OOK解調(diào)技術(shù)還面臨閾值標(biāo)準(zhǔn)選取的難題。

圖1所示為現(xiàn)有高速OOK調(diào)制信號(hào)經(jīng)過(guò)水下信道傳輸后，接收端實(shí)際接收到的待解調(diào)信號(hào)，調(diào)制信號(hào)在解調(diào)時(shí)面臨的問(wèn)題主要有：1、信號(hào)的整體信噪比特性差，信號(hào)幅值起伏波動(dòng)，容易造成信號(hào)誤判；2、高強(qiáng)度的單光子干擾遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信號(hào)，易被認(rèn)為有效信號(hào)，造成錯(cuò)誤解調(diào)；3、信號(hào)起始位置附近有高強(qiáng)環(huán)境干擾，容易被誤認(rèn)為信號(hào)，影響信號(hào)起始位置的判別；4、容易產(chǎn)生波形失真和碼間串?dāng)_現(xiàn)象，影響解調(diào)的準(zhǔn)確性。

圖2所示為信噪比大幅波動(dòng)示意圖，現(xiàn)象為信號(hào)幅度起伏大，噪底起伏大，噪底甚至高于部分信號(hào)，導(dǎo)致難以尋找信號(hào)與噪聲的統(tǒng)一界限，常發(fā)生在環(huán)境噪聲大的情況下或者是硬件設(shè)備突然改變狀態(tài)時(shí)的過(guò)渡期，這種信噪比大幅波動(dòng)的現(xiàn)象在高速通信時(shí)不可避免，但又對(duì)傳統(tǒng)的解調(diào)方法造成很大的困難，甚至導(dǎo)致大量數(shù)據(jù)因未能有效解調(diào)而丟失

現(xiàn)有技術(shù)中，有提及基于最大似然比算法的時(shí)鐘同步方法、基于鎖相環(huán)的時(shí)鐘同步方法，存在實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的缺點(diǎn)，計(jì)算方式復(fù)雜，還有提及添加糾錯(cuò)碼來(lái)改善解調(diào)后的誤碼情況，但糾錯(cuò)碼只適用于糾錯(cuò)少量字節(jié)數(shù)的誤碼，不能從根本上解決調(diào)制解調(diào)方法缺陷而造成的誤碼。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)目的：針對(duì)現(xiàn)有通信調(diào)制和解調(diào)過(guò)程易受外界因素干擾，容易造成碼間串?dāng)_等問(wèn)題的不足，本發(fā)明公開了一種能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)待解調(diào)信號(hào)信噪比特性、自適應(yīng)調(diào)節(jié)解調(diào)參數(shù)，能抵抗外部干擾和碼間串?dāng)_等一系列問(wèn)題，并且實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、運(yùn)算簡(jiǎn)便，魯棒性高的基于OOK調(diào)制解調(diào)的通信裝置及其通信方法。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種基于OOK調(diào)制解調(diào)的通信裝置，包括用于對(duì)信息處理并發(fā)射的發(fā)射裝置和用于接收信號(hào)并轉(zhuǎn)換成信息的接收裝置，發(fā)射裝置包括用于傳送待調(diào)制信號(hào)的信息發(fā)送單元；

用于對(duì)待調(diào)制信號(hào)進(jìn)行調(diào)制的數(shù)字信號(hào)調(diào)制單元；

用于將數(shù)字信號(hào)調(diào)制單元的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)為模擬信號(hào)的數(shù)模轉(zhuǎn)換單元；

用于將模擬信號(hào)發(fā)射出去的發(fā)射單元；

接收裝置接收發(fā)射單元發(fā)出的模擬信號(hào)并轉(zhuǎn)換成信息。

優(yōu)選地，所述數(shù)字信號(hào)調(diào)制單元包括順序連接的用于對(duì)待調(diào)制信號(hào)加入監(jiān)督元的編碼模塊；

用于對(duì)編碼模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行調(diào)制的調(diào)制模塊；

用于對(duì)調(diào)制后信號(hào)的碼元插入保護(hù)時(shí)隙的機(jī)動(dòng)時(shí)隙模塊；