[发明专利]一种空海跨介质直接双向通信方法

权利要求书

1.一种空海跨介质直接双向通信方法，其特征在于，包括：

空海下行传输阶段利用微波诱导的热声效应实现信息传输；

空海上行传输阶段利用声波激发的波动效应实现信息传输。

2.根据权利要求1所述的一种空海跨介质直接双向通信方法，其特征在于，空海下行传输阶段利用微波诱导的热声效应实现信息传输，包括：

无线通信节点发射调制后的高能量微波脉冲至海面；

基于热声效应使高能量脉冲在海面激发声信号并继续向海下传输；

水声通信节点通过捕获声信号解调下行信息。

3.根据权利要求2所述的一种空海跨介质直接双向通信方法，其特征在于，无线通信节点发射调制后的高能量微波脉冲至海面，包括：

编码器将空中原始信息编码为二进制数据流；

采用OOK调制格式将编码数据流载入微波发射通讯节点，调制脉冲宽度设置1微秒，比特间隔设置为1毫秒；

发射天线根据调制信息向水面发射高能微波，编码数据流中的二进制单位“1”对应发射微波脉冲，编码数据流中二进制单位“0”对应不发射微波脉冲。

4.根据权利要求3所述的一种空海跨介质直接双向通信方法，其特征在于，水声通信节点通过捕获声信号解调下行信息，包括：

水下换能器根据单位时间内接收或没有接收声波的顺序判断发射二进制比特流的单元为“1”或“0”的顺序，进而对声信号完成解码。

5.根据权利要求1所述的一种空海跨介质直接双向通信方法，其特征在于，空海上行传输阶段利用声波激发的波动效应实现信息传输，包括：

水声通信节点发射调制后的声波信号至海面；

基于波动效应使声波在海面激发微弱水面波纹；

无线通信节点基于毫米波感知方法测量波纹信号解调上行信息。

6.根据权利要求5所述的一种空海跨介质直接双向通信方法，其特征在于，水声通信节点发射调制后的声波信号至海面，包括：

水下原始信息在频域编码为二进制数据流；

根据水下信噪比信息为子载波选择调制格式及发射功率，以提高水下信道的频带利用效率；

采用OFDM调制格式对子载波进行调制，已调信息转化为时域数据后载入水声换能器；水声换能器根据调制信息向海面发射调制声波。

7.根据权利要求6所述的一种空海跨介质直接双向通信方法，其特征在于，无线通信节点基于毫米波感知方法测量波纹信号解调上行信息，包括：

毫米波雷达向海面定向发射探测毫米波；

水下声波传达海面后激发波动效应，海面根据携带信息产生不同模式的波纹，对雷达探测波产生影响；

受不同模式波纹影响下的探测波在海面发生反射，被毫米波雷达接收；

对雷达回波进行去噪和滤波后使用随机共振方法放大微弱信号并提取相位信息；

接收器根据相位变化信息执行OFDM解调，从报头中提取信道信息和子载波调制信息，最后解码有效载荷。