[發明專利]一種水聲通信綜合實驗系統及其工作方法

在審

• 申請號: 202310697279.2
• 申請日: 2023-06-13
• 公開（公告）號: CN116599996A
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 李理;陳燦儀;生雪莉;許靜;陳邁;程琳;葛威
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H04L67/125
• 分類號: H04L67/125;H04L67/12;H04B11/00;H04B13/02
• 代理公司: 南京泉為知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32408
• 代理人: 許丹丹

本發明公開了一種水聲通信綜合實驗系統及其工作方法。所述系統包括依次相連的終端組件、服務器組件、水聲通信硬件子系統。終端組件運行實驗應用程序，選定實驗門類，建立實驗仿真態勢，向服務器發送實驗申請；服務器組件對實驗用戶的水聲通信實驗進行功能管理，導調相應的實驗仿真態勢與劇情管理，并控制水聲通信硬件子系統，對多終端的實驗申請實行排隊等候機制；水聲通信硬件子系統設置在水池中，接收服務器組件下發的實驗參數和控制指令，協同收發硬件干濕端，共同配合完成硬件操作流程。本發明支持多節點實驗用戶的網絡遠程訪問，在開放架構的基礎上開展實驗，實現以相對低的成本提供規范標準的水聲通信實驗條件和嚴謹可靠的實驗結果。

技術領域

本發明涉及水聲通信技術領域，具體涉及一種水聲通信綜合實驗系統及其工作方法。

背景技術

水聲通信利用聲波在水中傳遞信息，在海洋資源開發勘探、水下機器人作業等應用中發揮著重要作用。

水聲通信技術科學實驗研究、水聲通信設備測試計量和水聲實驗儀器調試離不開規范標準的水聲儀器設備和水聲實驗水池，后者可為前者提供較為理想的水下聲場環境，模擬各類水聲信道條件。標準化的水聲實驗設備和水池共同提供了可控、可重復和規范標準的實驗條件，可控意味著消除外界環境波動對水聲實驗結果的影響，可重復性使得實驗人員可以反復驗證實驗結果的可靠性和穩定性，規范標準性為水聲通信設備提供精準的標準化測試方法和評估指標。總而言之，標準化的實驗條件為水聲通信技術的創新研究和發展提供嚴謹的實驗支撐，進一步地保障后續外場實驗的順利開展。

然而，標準水聲實驗水池與實驗儀器設備造價高昂，科研人員難以便捷地獲取水聲實驗環境和相關實驗器材，進而在標準化、規范化的水池環境中開展水聲硬件設備的調試測試、參數性能評估，或開展水聲技術方法研究工作，獲得穩健可靠的實驗評估結果。由于實驗成本較高導致的水聲科研人員開展各類驗證評估實驗不便的問題是當前亟需解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種水聲通信綜合實驗系統，支持多節點實驗用戶的網絡遠程訪問，在開放架構的基礎上開展水聲通信系列實驗，實現以相對低的成本提供規范標準的水聲通信實驗條件和嚴謹可靠的實驗結果。

本發明還提供所述水聲通信綜合實驗系統的工作方法。

為了實現以上發明目的，本發明采用如下技術方案：

第一方面，提供一種水聲通信綜合實驗系統，包括終端組件、與終端組件相連的服務器組件、與服務器組件相連的水聲通信硬件子系統，其中，

所述終端組件被配置為：運行實驗綜合系統應用程序，選定水聲通信實驗門類，建立實驗仿真態勢，向服務器發送實驗申請，進行劇情導演下的水聲通信實驗；

所述服務器組件被配置為：對多個實驗用戶的水聲通信實驗進行功能管理，包含實驗人員登錄管理、實驗流程管理、實驗數據獲取分發和實驗相關記錄的保存，以供管理員查詢和回放；基于終端的仿真實驗申請導調相應的實驗仿真態勢與劇情管理，并提供開放接口用于導入外部實驗功能模塊；以及基于終端的水池實驗申請控制水聲通信硬件子系統，對于多個終端的水池實驗申請實行排隊等候機制，一對一進行水池實物實驗；

所述水聲通信硬件子系統設置在水池中，并且被配置為：接收服務器組件下發的實驗參數和控制指令，協同水聲通信收端與發端的干濕端，共同配合，完成當前實驗的硬件操作流程。

進一步地，所述水聲通信實驗門類包括水聲通信原理及技術基礎實驗門類和水聲通信典型應用實驗門類。

進一步地，所述水聲通信原理及技術基礎實驗門類所對應的仿真態勢模塊包括發射模塊、信道模塊和接收模塊，所述發射模塊包括信源生成模塊、編碼模塊、映射調制模塊、通信信號發送模塊，所述信道模塊包括仿真海洋信道模塊、實際水池信道模塊，所述接收模塊包括通信信號接收模塊、解調逆映射模塊、解碼模塊、信宿生成模塊。

進一步地，所述終端組件包括管理員端和若干實驗員端，其中，