[发明专利]一种水下对讲机通信方法及应用该方法的水下通信系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种水下对讲机通信方法及系统，特别是涉及数字对讲机语音通信、测距（定位），通过自适应实时估计系统通信参数及工作模式的切换，实现水下蛙人之间通信、水下潜器之间通信、多个节点之间的相互测距等水下作业。

背景技术

近年来，随着人类开发利用海洋资源步伐的加快，水下语音通信系统及方法的研究越来越受到人们的重视，应用领域众多。例如：蛙人通信、水下潜器之间通信、水下通信节点之间的定位等水下作业。但应用于陆地上的通信技术并不能够完全应用于水下通信领域，这主要是由于水声信道具有有限的通信带宽及其时变、空变等特性，因此需要采用一种适用于水声信道的通信方式进行语音通信。正交频分复用技术是一种多载波调制技术，由于其具有良好的抗多径衰弱性能和频谱利用率高而成为近年来无线通信领域中的一个研究热点。其最大的特点是传输速率高，对码间干扰和信道选择性衰落具有很强的抵抗能力，成为近年来水声通信领域的研究重点，但是其用于水下通信目前则仍然处于起步阶段。

随着数字信号处理技术的迅速发展和大规模集成电路技术的广泛应用，数字信号处理器以其高效计算能力和灵活的编程方式越来越受到开发者的青睐，语音通信也逐步的进入了以数字信号处理器为核心的高速数字通信时代，数字式语音通信系统则体现出了便于加密、小型化、易于集成等数字化处理的优越性能。

本发明就是以此为背景，以 AMBE-3000（语音编解码芯片）芯片和 TMS320C6455（信号处理器）芯片为主体设计的语音通信系统并在此基础上以正交频分复用技术的调制方式实现语音实时通信及多元频移键控实现水下目标节点的定位。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种水下语音通信方法及定位方法，可实现数字语音的调制解调及定位。本发明的目的还在于提供一种应用该方法且通信更稳定的便携式水下数字对讲机通信系统，可完成电源管理、语音采集、语音编解码、语音控制、水声信号发射、水声信号接收、语音播放等功能。

本发明提出的一种数字水下对讲机通信方法，包括：语音通信方法及定位方法，其特征在于：

（一）所述的语音通信方法的发射端包括如下的步骤：

1）首先生成数字语音信号；

2）对上述步骤1）生成的数字语音信号进行加密处理；

3）对经上述步骤2）加密后的数字语音信号进行编码处理；

4）对经上述步骤3）编码处理后的数字语音信号数据进行交织处理；

5）对经上述步骤4）交织后的数据进行相位调制；

6）对经上述步骤5）相位调制后的数据进行导频序列添加处理；

7）对经上述步骤6）导频序列添加处理后的数据进行信号调制并添加同步头；

8）将经上述步骤7）调制后的数据进行发射，在水声信道中传输；

（二）所述的语音通信方法的接收端包括如下步骤：

1）接收所述水声信道中的水声信号；

2）对上述步骤1）接收到的水声信号进行时间同步处理；

3）对经上述步骤2）处理后的水声信号输出结果进行信号解调处理；

4）对经上述步骤3）处理的解调输出数据进行信道均衡处理；

5）对经上述步骤4）信道均衡处理后的数据进行相位解调处理；

6）对经上述步骤5）相位解调后的数据进行解交织处理；

7） 对经上述步骤6）解交织后的数据进行解码处理；

8）对经上述步骤7）解码后的数据进行解密处理，并进行数据还原；

（三）所述的定位方法的发射端包括如下步骤：

1）信号指令生成；

2）对上述步骤1）中 信号指令生成的数据进行编码；

3）对经上述步骤2）编码后的数据进行M元正交载波调制；

4）将经上述步骤3）调制后的数据进行定时同步处理并发射，在所述的水声信道中传输；

（四）所述的定位方法的接收端包括如下步骤：

1）对水声信道中的水声信号进行捕获，然后进行同步信号提取；

2）对经上述步骤1）同步后的数据进行解调；

3）对经上述步骤2）解调后的数据进行解码处理；

4）对经上述步骤3）解码处理后的数据进行信号指令恢复。

本发明提供的应用该方法且通信更稳定的便携式水下数字对讲机通信系统的特征在于：所述系统包括：