[发明专利]基于OFDM的声波通信方法

摘要

本发明公开了一种基于OFDM的声波通信方法，将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，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的声波通信方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤(1)，将原始数据进行信道编码，实现对原始数据进行扩展，得到扩展数据；步骤(2)，基于OFDM将信道分成若干正交子信道，包括数据信号子信道，恒定信号子信道、零功率信号子信道及巴克码信号子信道，所述数据信号子信道用于将传输的数据分到各个数据信道；所述恒定信号子信道用于固定发送信号；所述零功率信号子信道用于校正频率；所述巴克码子信道用于实现帧同步；步骤(3)，符号映射，将步骤(1)的扩展数据转换成并行的低速子数据流，并将每组低速子数据流映射为星座图，并调制到对应的子信道进行传输；步骤(4)，将所有子信道的星座图一并进行反向傅里叶变换，完成频域量向时域量的转换；步骤(5)，对反向傅里叶变换后的OFDM符号，进行信号扩展，得到数字音频信号；步骤(6)，将数字音频信号进行DA转换为模拟音频信号，并将模拟音频信号输入给扬声器，并通过扬声器将模拟音频信号无线传送给远端的麦克风；步骤(7)，麦克风将接收的模拟音频信号进行AD转换为数字音频信号；步骤(8)，将数字音频信号进行傅里叶变换实现解调，完成时域量向频域量的转换，得到各个子信道的星座图；步骤(9)，对各OFDM符号进行同步捕捉，若捕捉成功，则执行步骤(10)；若捕捉失败，则滑动捕捉窗口，重复步骤(8)，直到捕捉成功；步骤(10)，将信道分解为若干正交子信道；步骤(11)，符号逆映射，将同步后的子信道数据转换为并行的低速子数据流，并将为并行的低速子数据流转换为步骤(1)相同的扩展数据，并进入信道进行传输；步骤(12)，对步骤(11)得到的扩展数据进行译码，将扩展数据还原为原始数据，完成声波通信；所述步骤(5)，对反向傅里叶变换后的OFDM符号，进行信号扩展的方法为减少在相邻的两个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，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);]]>所述前过渡区与原信号之间设有保护间隔区域，所述保护间隔区为原信号尾部信号的延拓。