[发明专利]基于OFDM的声波通信系统

摘要

本发明公开了一种基于OFDM的声波通信系统，在声波发射端，原始数据通过信道编码后调制成由多个OFDM符号组成的数据帧的声波信号通过扬声器发射；在声波接收端，麦克风接收到声波信号后再经解调和信道译码后还原为原始数据，在通讯过程中，通过导频信息实现符号同步，通过插入巴克码的方式实现数据帧同步，简化了处理，误码率低，提高声波通讯的效率，推进声波通讯的发展，具有良好的应用前景。

主权项

基于OFDM的声波通信系统，其特征在于：包括声波发送端和声波接收端，所述声波发送端包括依次连接的信道编码模块、信号调制模块、DA转换模块和扬声器，所述声波接收端包括依次连接的麦克风、AD转换模块、信号解调模块和信号译码模块，所述信道编码模块用于接收原始数据，所述信号译码模块用于输出原始数据，所述扬声器与麦克风之间通过低于24kHz以下通信信道进行数据传输，所述信道编码模块，包括依次连接的第一BCH编码单元、交织单元、第二BCH编码单元，实现对原始数据，进行扩展，得到扩展后数据；所述信号译码模块，包括依次连接的第一BCH译码单元、解交织单元、第二BCH译码单元，实现将扩展后数据还原成原始数据；所述信号调制模块，基于OFDM对扩展后数据的进行调制，将信道分成若干正交子信道，将扩展后数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输，包括依次连接的符号映射单元、IDFT单元和信号扩展单元，所述符号映射单元接收信道编码模块输出的扩展后数据，所述信号扩展单元输出数字音频信号给DA转换模块；所述信号解调模块，基于OFDM对接收数字音频信号的进行解调，将一个信道分解为若干个正交子信道，将数字音频信号转换为扩展后数据，解调到转换后的信道上进行传输，包括依次连接的DFT单元、同步捕捉单元和符号逆映射单元，所述DFT单元用于接收AD转换模块输出的数字音频信号，所述符号逆映射单元输出扩展后数据至信号译码模块，所述同步捕捉单元若捕捉数据信号失败，则通过滑动单元反馈给DFT单元；所述符号映射单元用于将扩展后数据进行分组，将信道分成若干正交子信道，将每组数据映射为一个OFDM符号，转化过程为，将每组数据的各个比特根据星座图分配到其对应的子信道中，包括数据信号信道，恒定信号信道、零功率信号信道及巴克码信号信道，所述数据信号信道用于将传输的数据分到各个数据信道；所述恒定信号信道用于OFDM符号同步；所述零功率信号信道用于校正频率；所述巴克码信道把星座中特定点的位置作为+1和‑1，用于实现帧同步；所述信号扩展单元用于减少在相邻的两个OFDM符号切换时的能量泄露，需要复制部分原信号延拓作为过渡区域，保证信号的周期性需要复制原信号尾部信号作为前过渡区域与保护间隔，复制原信号头部信号作为后过渡区域，前一个OFDM符号的后过渡区与后一个OFDM符号的前过渡区相叠加，前、后过渡区的渐变窗函数依次为：f1(x)=12(cos(x)+1),x∈(π,2π);f2(x)=12(cos(x)+1),x∈(0,π).]]>