[发明专利]一种基于混沌序列的5G多载波扩频水声通信方法

说明书

本发明涉及一种基于混沌序列的5G多载波扩频水声通信方法，属于水声通信领域，涉及广义频分复用水声通信技术，混沌序列扩频水声通信技术。本发明提出了一种适用于水声领域的5G多载波扩频水声通信系统，实现了在带宽资源有限的水声信道中有效的信息传输，在实验中实现了无误码的信息传输。本发明的目的是针对信道带宽资源有限的水声通信领域，提供一种有效的信息传输方法，对水声技术的发展具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种基于混沌序列的5G多载波扩频水声通信方法，属于水声通信领域，涉及广义频分复用水声通信技术，混沌序列扩频水声通信技术。

背景技术

扩频通信技术是长距离水声通信技术中的常用技术，随着通信技术的发展，其通信方式可以根据频谱扩展方法的不同分为直接序列扩频(DS，Direct Sequence SpreadSpectrum)、跳频(FH，Frequency-Hopping Spread Spectrum)、跳时(TH，Time Hopping)、脉冲调频(Chirp Modulation)及混合扩频等几种方式。

水声通信领域需要有效的信息传输方法。

发明内容

本发明的目的是针对信道带宽资源有限的水声通信领域，提供一种基于混沌序列的5G多载波扩频水声通信系统。

本发明提出了一种适用于水声领域的5G多载波扩频水声通信系统，实现了在带宽资源有限的水声信道中有效的信息传输，在实验中实现了无误码的信息传输。本发明的目的是针对信道带宽资源有限的水声通信领域，提供一种有效的信息传输方法，对水声技术的发展具有重要意义。

本发明提供了一种基于混沌序列的5G多载波扩频水声通信方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一：在发射端，对源数据进行编码，对编码后的串行数据数据用混沌扩频序列进行扩频操作；

步骤二：对扩频后的数据进行GFDM调制，之后对调制后的数据加循环前缀，得发射数据；

步骤三：调制后的信号经过水声信道后，在接收端，对数据进行同步、GFDM解调；

步骤四：对解调后的数据，利用接收端本地产生的混沌信号进行解扩，对所得信号在持续时间内做积分、判决，得到接收端估计出的数据。

优选地，本发明还包括选择1-4任一项的特征：

1.步骤一中扩频过程为：

发射数据用d(t)表示，则过程可表示为：

d(n)和扩频所用的混沌序列c(n)的取值为1或-1，g(t)和p(t)分别是持续时间为T_b和T_c的单位幅度的矩形脉冲，N代表扩频序列的长度，一般情况下，T_b＝NT_c。扩频后的序列p(t)为：

p(t)＝d(t)c(t)

步骤二中调制过程表示为：

经过GFDM调制后的数据为y(t)，用g[·]表示GFDM调制过程，则：

y(t)＝g[p(t)]＝g[d(t)c(t)]

采用BPSK调制方式的GFDM的离散扩频信号可表示为：

其中，d_k[i]为第k个子载波上的数据，c_k[j]代表其对应所乘的扩频序列，N_c代表子载波个数，Δf′＝1/T_c是子载波间隔。

2.步骤三中对接收信号进行GFDM解调过程为：