[发明专利]基于感应耦合温盐深链的多载波基带与FSK混合调制方法

摘要

本发明以感应耦合温盐深链的传输信道为应用原型，提出了一种应用于海洋通信系统中的多载波基带与FSK混合调制方法，并针对发明的通信协议设计了相应的时域滤波的接收解调部分，以此构成了完整的收发海洋通信系统，利用matlab对该调制方法的可行性进行了验证，并且利用LABVIEW软件、实际的海洋耦合信道和matlab解调程序算法进行了实际测试。通过软件测试以及实际的信道系统测试的理论上可以承受的最低信噪比是10db，误码率控制在千分之二以内，远远低于目前的信道通信环境，本方法的提出为感应耦合温盐深传输信道提供了一种简单可行的数据通信方法，该方法的实现可简化水下数据节点电路的复杂性，为降低通信系统的功耗和延长系统的寿命提供了一种新的思路。

主权项

本发明提供的基于感应耦合温盐深链的多载波基带与FSK混合调制方法，具体步骤是：第1步、设计发送调制部分首先基于感应耦合温盐深链海洋通信系统的信道特点，设计多载波基带与FSK混合调制方法，进行基带方波调制，不加入载波；方波频率部分采用FSK的频率变化方式，并且该信号中除导频外还需要传输温度、盐度、深度三种参数，因此采用将四种不同频率的串行数据发送到信道中，第一个频率段为导波，周期数固定，导波的作用是起到引导、识别和频率校准的作用；后三个频率分别为海洋中的温度、盐度、深度的参数，周期数的大小代表着温度、盐度、深度的参数值；四个频率为一组数据一起发送。第2步、设计接收解调系统将已调信道分别通过四种不同频率参数的滤波器，提取出各频率的基带信号，然后分别对滤波器滤出的信号波形进行整形成方波，并利用上升沿进行计数，保存起来；如果首频率的周期数是跟发送的首频率波形的周期数一样，那将后面接收到的数据保存起来；如果不一样，丢弃后面的数据；第3步、通信调制解调系统加噪声测试将数据发送系统和数据接收系统综合在一块，形成完整的通信收发系统，利用MATLAB进行测试仿真，对其加入高斯白噪声，输入3种温、盐、深数据量，通过调制系统调制出相应的频率和周期数，设定系统的信噪比，由解调系统进行解调接收，解调出发送的对应的参数数值。第4步、加入实际感应耦合信道进行验证实验利用LABVIEW软件设计发送调制系统，即输入温度、盐度、深度三种参数的数值，调制出导波、温度、盐度、深度四种不同频率组合而成的方波信号，并加入高斯白噪声以模拟实际环境，将混合噪声的信号发送到实际的海洋通信感应耦合信道当中，并且利用NI USB‑6259数据采集卡对通过信道的信号进行采集。接收到的数字信号经过接收系统程序进行解调处理，得到三个参数的具体数值。