[发明专利]一种基于信号位置标记的水声通信方法

说明书

本发明提供的是一种基于信号位置标记的水声通信方法。将二进制信息转化为十六进制；确定信号标记位置最小量化间隔及定信号标记位置；确定帧信号时长并生成帧信号；确定标记信号类型及持续时间；进行数据替换；多个帧信号组成一完整发射信号；将替换后的帧信号经过功率放大器后送入水声信道；使用水听器接收信号；用替换前的帧信号对接收信号进行同步；确定前一帧尾端与后一帧尾端之间的时间长度；确定多普勒因子；进行信号标记位置确定；对信号标记位置进行修正；解调出十六进制信息并转化为二进制信息。本发明简单易行、可靠性高，既能降低接收端与发射端的相对运动造成的多普勒所导致的误码率，又能抵抗水下多途及根据采样率改变通信速率。

技术领域

本发明涉及的是一种水声通信方法，具体地说是一种基于信号位置标记的水声通信方法。

背景技术

经过几十年的发展，各种水声通信算法得到了空前的发展与应用。由于水下声信道存在着时间扩展、频率扩展、信道衰落等复杂特性，使得水声通信的性能受到了极大的限制。由于水声通信发射机的发射换能器最佳发射带宽有限，因此，带宽有限也是水声通信要解决的问题之一。现有的众多水声通信方法，如正交频分复用等，都以提高带宽利用率为目的，从而提高算法的通信速率。

公开号为CN106772350A的专利文件中公开了一种基于线性调频信号实现雷达探测和通信传输的方法，该方法通过改变副载波线性调频信号的调频率调制通信数据，克服了数据解调过程对多普勒不稳健的问题，并降低了误码率。公开号为CN106772350A的专利文件中公开了一种基于频域线性调频扩频的水声通信系统及其通信方法，该方法克服传统的正交频分复用(OFDM)水声通信系统性能不足的问题以及系统高复杂度，提供了一种在复杂多变的水声通信信道中，具有强抗多径、抗噪声和抗衰落等特性的方法。但是这两种方法都是将信息调制在线性调频信号上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在复杂多变的水声通信信道中具有高可靠性的基于信号位置标记的水声通信方法。

本发明的目的是这样实现的：

步骤一：将传输的二进制信息转化为十六进制信息；

步骤二：根据十六进制信息确定信号标记位置最小量化间隔，并确定信号标记位置，其中，信号标记位置为一个小于1的数，代表从帧信号起始到标记位置所占整个帧信号的比例；

步骤三：根据发射换能器发射频率范围确定帧信号频率范围，并生成帧信号，其中，帧信号为频率单调递增或递减的线性调频信号；

步骤四：确定标记信号类型及持续时间；

步骤五：将标记信号尾端与信号标记位置的尾端对齐，对每一个帧信号进行数据替换；

步骤六：多个帧信号组成一完整发射信号；

步骤七：将发射信号经过功率放大器后通过换能器送入水声信道；

步骤八：使用水听器接收信号；

步骤九：采用替换前的帧信号对接收信号进行同步；

步骤十：通过对某帧信号的前一帧与后一帧的匹配相关，确定前一帧尾端与后一帧尾端之间的时间长度；

步骤十一：根据时间长度变化比例确定每帧多普勒因子；

步骤十二：根据标记信号类型选取匹配相关信号进行信号标记位置确定；

步骤十三：根据每帧多普勒因子，对每帧标记信号位置进行修正；

步骤十四：以修正后的信号标记位置除以位置最小量化间隔，得出相应十六进制信息，将十六进制信息转化为二进制信息完成解调。

本发明还可以包括：

1、步骤二中所述的根据十六进制信息确定信号标记位置最小量化间隔具体为：