[发明专利]一种基于滤波多音调制的时反水声通信方法

说明书

本发明公开了一种基于滤波多音调制的时反水声通信方法。在发射端，将通信频带划分成带宽相同、通带互不重叠、阻带具有很强抑制性的多个子载波，并且子载波间并不设置保护频带，随后将信息序列进行串/并转换并调制到多个子载波上并行传输；在接收端，将接收信号解调到基带，然后利用时反和自适应均衡技术对基带信号中的码间干扰和噪声干扰进行抑制，自适应均衡输出的判决值经过并/串转换后即可得到信息序列的估值。本发明利用滤波多音调制技术扩展了码元符号的宽度，降低了多途扩展影响的码元范围，从而达到降低时反处理后的残余码间干扰，提高时反水声通信性能的目的。

技术领域

本发明属于水声通信领域，尤其涉及一种具有高可靠性的基于滤波多音调制的时反水声通信方法。

背景技术

高速时反水声通信是近年来时反水声通信领域的研究热点。通信速率的提高降低了码元的宽度，增加了单载波时反水声通信中未压缩的多途所影响的码元范围，从而降低了通信性能、增加了自适应均衡的运算复杂度。为了降低多途扩展的影响，可以将多载波技术与时反技术相结合。中国专利CN201210008467.1提出了一种基于时反和OFDM联合处理的水声通信方法，然而在由于水声信道的多途效应比较严重，因此为了保证一个符号内子载波间的正交性，OFDM的子载波的带宽必须很窄，而过窄的子载波会导致基于OFDM技术的通信系统对频偏比较敏感，为了保证通信性能，该方法必须采用较为复杂频偏补偿技术。为了克服OFDM时反水声通信方法对频偏敏感的问题，Song A.等(Song A.and Badiey M.Timereversal acoustic communication for multiband transmission[J].JASA ExpressLetters,2012,131(4):EL283-EL288)提出了一种新的多载波TR水声通信方法，该方法子载波的带宽较宽，通带互不重叠，阻带具有很高的抑制性，并且在相邻子载波间还插入了保护频带，因此该方法抗频偏的能力较强，接收的子信号也可以采用单载波水声通信中常用的二阶锁相环技术进行频偏补偿，但是由于该方法中使用了保护带宽，因此与单载波时反水声通信方法相比，该方法的频带利用率会降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗频偏性能强、频带利用率高的，基于滤波多音调制的时反水声通信方法。

一种基于滤波多音调制的时反水声通信方法，包括以下步骤，

步骤一：将通信频带B划分为带宽相同、通带互不重叠、阻带具有较强抑制性的M个子载波，每个子带的带宽为B/M，并且相邻子载波间并不设置保护频带；

步骤二：将信息序列a(nT_b)进行串/并转换得到M个子序列{a_i(nT)},i＝1,…,M，对M个子序列{a_i(nT)}进行K倍的内插，内插后的M个子序列经过发射滤波器g(kT_c)处理后，被分别调制到M个子载波上，得到各子载波上的调制信号

步骤三：将M个子载波上的调制信号x_i(kT_c)合并得到信息信号利用一个调频带宽等于通信带宽B并且时间带宽积大于100的线性调频信号构造探测信号，然后在探测信号和信息信号间插入保护间隔构成发射信号，保护间隔的时长大于信道多途扩展影响的最大码元范围，发射端将发射信号发射出去；

步骤四：接收端进行信号接收，利用接收的探测信号进行帧同步，从接收信号中提取信息信号r′(kT_c)，利用M个子载波对接收的信息信号r′(kT)进行相干解调，从而得到M个基带信息信号r_m(kT_c),m＝1,…,M，M个基带信息信号经过接收滤波和K倍的抽取后得到M个码元序列{y_m(kT)},m＝1,…,M；