[发明专利]一种数字式水下语音通信装置及水下语音通信方法

权利要求书

1.一种数字式水下语音通信装置，其特征在于：包含语音采集模块、语音编码模块、发射端语音控制模块、OFDM调制模块、水声信号发射模块、水声信号接收模块、OFDM解调模块、接收端语音控制模块、语音解码模块、语音播放模块和信道估计模块；语音采集模块从麦克风处采得语音信号，将其传输至语音编码模块，再将经编码后的语音信号传输至发射端语音控制模块，再将加密后的信号传输至OFDM调制模块，再经过水声信号发射模块发射包含语音信息的水声信号；在接收端通过水声信号接收模块接收到包含语音信息的水声信号，将其传输至OFDM解调模块，再传输至接收端语音控制模块，再将解密后的信号传输至语音解码模块，在解码后最终将语音信号传输至语音播放模块，通过扬声器实现语音播放；信道估计模块，实时输出对信道的估计结果至OFDM调制模块、OFDM解调模块、发射端与接收端的语音控制模块，用于改变通信参数与压缩码率。

2.如权利要求1所述的数字式水下语音通信装置，其特征在于：还包含语音/文本切换模块，语音/文本切换模块连接于发射端与接收端的语音控制模块，并利用串口实现文本通信用户界面与语音控制模块之间的连接。

3.一种利用如权利要求1所述的数字式水下语音通信装置的水下语音通信方法，其特征在于包含如下步骤：

（1）在语音发射端，使用CODEC对来自麦克的语音信号进行采样，量化为数字语音信号；

（2）在语音发射端，用语音编码模块对步骤（1）得到的数字语音信号进行压缩编码；

（3）在语音发射端，用语音控制模块将步骤（2）中得到的语音数据进行加密；

（4）在语音发射端，使用DSP、根据信道估计情况对步骤（3）得到的信号进行OFDM调制，并将OFDM信号进行放大和滤波，使用功放和发射换能器将声信号发射到水声信道中传播；

（5）在语音接收端，根据信道估计的结果，在水声信号接收模块中对接收来的OFDM信号进行滤波、放大，再使用AD进行采样、量化；

（6）在语音接收端，对步骤（5）得到的信号进行分析，得到信道估计的结果参数；

（7）在语音接收端，根据步骤（6）得到的参数对接收信号进行OFDM解调；

（8）在语音接收端，对步骤（7）得到的数据进行解密；

（9）在语音接收端，使用语音解码模块对步骤（8）中得到的数据进行解压缩；

（10）在语音接收端，使用CODEC将步骤（9）得到的数据进行DA转换，并通过扬声器播放输出。

4.根据权利要求3所述的水下语音通信方法，其特征在于包含如下步骤：

1）通过装置面板上的旋钮切换到文本通信模式，信道估计模块针对文本通信对信道进行估计，根据估计结果将调制参数重置；

2）在文本发射端，将所要发送的文本信息通过串口发送到语音控制模块，语音控制模块接收到后再发送给OFDM调制模块；

3）在文本发射端，OFDM调制模块根据信道估计的结果将接收到的文本数据进行加密和调制；

4）在文本发射端，水声信号发送模块将信号放大后通过功放和换能器发送到水声信道中；

5）在文本接收端，水声信号接收模块对接收来的水声信号进行放大滤波和AD转换；

6）在文本接收端，信道估计模块对接收的信号进行分析，得到此时对信道估计的结果参数；

7）在文本接收端，OFDM解调模块根据估计的信道参数将信号解密和解调，并将数据发送给语音控制模块；

8）在文本接收端，语音控制模块使用串口将收到的数据在通信界面中显示。