[发明专利]一种高频带利用率MT-MFSK水声通信方法

权利要求书

1.一种高频带利用率MT-MFSK水声通信方法，包括以下步骤：

步骤1)在发射端，对信源比特流进行分组，生成多个2^M进制符号，对所述多个2^M进制符号进行非二进制不规则重复累加编码，然后进行MT-MFSK调制，MT-MFSK为多音频多元频移键控；再经频域映射、离散傅里叶逆变换IFFT、加循环前缀、峰均比抑制和加滚降形成若干个多载波符号，将所述若干个多载波符号组装成一个数据包，通过DA芯片转换成模拟信号，经发射机放大后，由换能器发出；

步骤2)在接收端，换能器接收到的模拟信号，经过放大和AD转换后提取出若干多载波符号，对每个多载波符号进行MT-MFSK软解调获得多进制符号的软信道信息，利用多进制符号的先验信息和软信道信息，进行非二进制不规则重复累加编码的迭代译码，输出比特流，每轮迭代结束后对输出的比特流进行校验；如果校验正确，则译码结束；如果校验错误，且未达到最大迭代次数，则开始新一轮迭代译码；

所述步骤1)包括：

步骤1-1)对信源比特流进行分组，每组有L个比特，将任一比特分组的L个比特表示为[a⁽¹⁾,…,a^(L)]，每个比特取值为0或1；每组的L个比特依次经过循环冗余编码CRC，比特符号映射，组合形成H*I*J*R个2^M进制符号；

其中，M为MT-MFSK的阶数，H为每个多载波符号包含的MT-MFSK载波状态组数，I为每数据帧多载波符号数，J为每数据包包含的数据帧数，R为非二进制不规则重复累加编码码率；

步骤1-2)对H*I*J*R个2^M进制符号进行编码阶数为M、码率为R的2^M进制的不规则重复累加编码，即依次进行非规则重复、白化、交织和累加，最后输出H*I*J个2^M进制符号；

步骤1-3)对H*I*J个2^M进制符号进行N选K的MT-MFSK调制后得到H*I*J组N位载波状态，其中，N为MT-MFSK调制载波数，K为MT-MFSK传号载波数，2^M≤C_N^K2^M+1；

步骤1-4)将H*I*J组N位载波状态中每H组N位载波状态交叉映射到频域，每一位对应一个频点，该位值为1则该频点的幅度为1，相位随机；值为0则该频点的幅度为0，形成一个频域符号；共得到I*J个频域符号；

步骤1-5)对每个频域符号，依次进行离散傅里叶逆变换IFFT、加循环前缀、峰均比抑制、加滚降，得到I*J个多载波符号；

步骤1-6)每I个多载波符号为一组，前面插入帧同步和前保护间隔，后面插入后保护间隔，组成1个数据帧；共得到J个数据帧；

步骤1-7)对J个数据帧，前面插入包同步，后面插入尾同步，组成一个数据包，将数据包经DA芯片转换成模拟信号，被发射机放大后，由换能器发出。

2.根据权利要求1所述的高频带利用率MT-MFSK水声通信方法，其特征在于，所述步骤1-1)包括：

步骤1-1-1)对信源比特流进行分组，每组有L个比特，L＝M*H*I*J*R-F，F为循环冗余编码CRC校验位数；

步骤1-1-2)对每个比特分组进行循环冗余编码CRC，即插入F位循环冗余校验序列；

步骤1-1-3)对进行CRC校验后的比特分组，每M比特组合成一个2^M进制符号，形成H*I*J*R个2^M进制符号。