[发明专利]一种猝发式水声通信方法

权利要求书

1.一种猝发式水声通信方法，其特征是：

步骤一：将二进制待传输信息按每n bits进行分割，其中n_fbits用于计算频率差、n_tbits用于计算时延差；

步骤二：根据发射换能器发射频率范围划分基准低频段信号频率范围及时延及频率差负载信号频率范围，并确定频率差的最小量化间隔，根据设定的码片长度，确定时延差的最小量化间隔及线性调频信号的调频率；

步骤三：根据时延及频率的最小量化间隔及已分割好的待传输信息计算每个码片中存在的时延差与频率差，得到频率差序列与时延差序列；

步骤四：调制基准低频段信号与时延及频率差负载信号，并加入时延差与频率差，形成一段猝发式水声通信码片；

步骤五：将获得多段chirp信号通信码片按照顺序进行组合，并在每段码片的基准低频段信号间添加空白保护间隔，获得完整数据通信信号；

步骤六：在完整数据通信信号前加入chirp同步头信号，并在同步头信号后添加一段空白保护间隔，组合后得到完整的猝发式水声通信发射信号；

步骤七：将完整的猝发式水声通信发射信号经过功率放大器后通过换能器送入水声信道；

步骤八：使用水听器接收信号；

步骤九：采用与同步头信号相同的本地参考信号对接收信号进行拷贝相关运算，找到最大峰值处所对应的时间点，加上同步头信号后的保护间隔时间长度，确定完整发射信号的起始时间点；

步骤十：采用与基准低频段信号相同的本地参考信号对接收信号进行拷贝相关运算，找到最大峰值处所对应的时间点，减去每个基准低频段信号的持续时间长度，确定每个码片的起始时间点；

步骤十一：对已确定起始时间点的每个码片以码元宽度加保护间隔为长度进行截取，截取后，对每个截取出的码片，再次截取出从每个码片的起始时间点到基准低频段信号的持续时间的长度的信号，对每个两次截取后的码片进行独立处理；

步骤十二：对截取后的码片进行解调，将得到的码片所携带的时延差与频率差，带入解码器，得到调制信息；所述带入解码器，得到调制信息的方法为：

对Dec_{f_bit}(i)与Dec_{t_bit}(i)进行十进制至二进制转换得到第i个码片负载在频率差上的信息f_bit(i)与第i个码片负载在时延差上的信息t_bit(i)，为码片携带的频率差，Δf_mqi为频率差的最小量化间隔，Δt_mqi为时延差的最小量化间隔。

2.根据权利要求1所述的猝发式水声通信方法，其特征是所述根据发射换能器发射频率范围划分基准低频段信号频率范围与时延及频率差负载信号频率范围的具体方法为：

B_{b_sig}＝B_Δtf＝B_trans/3

其中，B_trans为发射换能器最佳发射频带宽，B_{b_sig}为基准低频段信号频带宽，B_Δtf为时延及频率差负载信号频带宽；

f_{b_sig_H}＝f_trans-L+B_{b_sig}

其中，f_trans-L为发射换能器最佳发射频带内的最低频率，f_{b_sig_H}为基准低频段信号频率范围内的最高频率，因此，基准低频段信号的频率范围为[f_trans-L,f_trans-L+B_{b_sig}]；

f_{Δtf_H}＝f_trans-L+B_{b_sig}+B_Δtf+Δf

其中，f_{Δtf_H}为时延及频率差负载信号频率范围内的最高频率，Δf为信号所负载的频率差，因此时延及频率差负载信号频率范围为[f_{Δtf_H}-B_Δtf,f_{Δtf_H}]。