一种基于参量阵正交频分复用编码水声通信的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于水声通信领域，特别涉及到一种基于参量阵正交频分复用编码水声通 信的方法。
【背景技术】
[0002] 正交频分复用（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,OFDM)(参见：尹 长川，罗涛.多载波宽带无线电通信技术[M].北京：北京邮电大学出版社，2004:23.)是 一种多载波高速数据调制技术，是将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，把信息调 制到多个正交的子载波上并行传输能够有效克服频率选择性衰落，在宽带通信中得到广泛 的应用。
[0003] 声学参量阵（参见：何祚镛，赵玉芳.声学理论基础[M].北京：国防工业出版 社，1981:420-421.)是利用声波在传播过程中介质的非线性效应，获得差频波及和频波等 声波的小尺寸声发射装置。其特点是低频、高指向性、适于宽频带信号使用。在声波的传播 过程中，由于声吸收系数与声波频率的平方成正比，频率较高的原频波以及和频波衰减很 快，传播一段距离后，只剩下频率较低的差频信号，该差频信号相对于原频信号则是低频高 指向性的宽频带信号。
[0004] 水声信道的一些特点决定了其通信的困难程度，比如海洋的高噪声背景，很强的 多途干扰，通信频率较低并且带宽十分有限。多途干扰是水声通信重要障碍之一，由于水声 信道的复杂性，参量阵的小孔径下超指向性能力、自解调特点，以及低频上可获得很宽的相 对频带宽度为水声通信的困难提供了一个可能的解决办法。使用两个频率相近的高频声波 信号作为主频信号，声波在传播过程中由于非线性效应形成的差频波则具有低频高指向性 的特点，可以很大程度上克服多途干扰。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种能在复杂水声环境下具有很好的通信效果，可应用于 保密通信的基于参量阵正交频分复用编码水声通信的方法。
[0006] 本发明的目的是这样实现的：
[0007] (1)首先将发射端待传送的二进制数据映射成对应的复数序列{dQ，…，dN_J，对此 复数序列进行离散傅里叶逆变换，可得到含有N个元素的复数序列{\，…，SN_J;
[0008] (2)将序列{\，…，SNJ以At为时间间隔进行数模转换，得到连续信号
【主权项】
1. 一种基于参量阵正交频分复用编码水声通信的方法，其特征在于： a)首先将发射端待传送的二进制数据映射成对应的复数序列{'···，cvj，对此复数 序列进行离散傅里叶逆变换，可得到含有N个元素的复数序列（S tl，…，SnJ ; (2) 将序列（Stl，…，SnJ以At为时间间隔进行数模转换，得到连续信号
(3) 在接收端以At为时间间隔对接收信号进行采样并进行离散傅里叶变换，则可得 到复数序列{屯，…，(VJ，进而恢复出二进制数据； (4) 正交频分复用编码完成之后，利用用单边带调制，将调制后正交频分复用信号和载 波信号作为参量阵发射的原频波； (5) 利用参量阵发射信号，由于参量阵自解调特性，接收端得到差频信号即为低频正交 频分复用信号，对其进行同步检测、串并转换、去循环检测正交频分复用解码过程即可获得 信息。
【专利摘要】本发明属于水声通信领域，特别涉及到一种基于参量阵正交频分复用编码水声通信的方法。本发明包括：将发射端待传送的二进制数据映射成对应的复数序列；将序列为时间间隔进行数模转换；在接收端为时间间隔对接收信号进行采样并进行离散傅里叶变换；将调制后正交频分复用信号和载波信号作为参量阵发射的原频波；进行同步检测、串并转换、去循环检测正交频分复用解码过程即可获得信息。将广泛应用的OFDM通信体制与参量阵相结合的通信方案，能够实现较高通信速率并且可靠的水声通信，并且因为参量阵可以在小尺寸下获得高指向性窄波束。
【IPC分类】H04L27-26, H04B13-02
【公开号】CN104539569
【申请号】CN201510009773
【发明人】赵安邦, 惠娟, 程越, 周彬, 何呈, 宋雪晶, 曾财高, 毕雪洁, 马林, 牛芳
【申请人】哈尔滨工程大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2015年1月9日