[发明专利]一种基于滤波多音调制的时反水声通信方法

摘要

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。

主权项

1.一种基于滤波多音调制的时反水声通信方法，其特征在于：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T_c＝T/K为经过K倍的内插处理后的码元间隔，T_b为信息序列的周期，T为M个子序列的周期；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频带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′(kTc)，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rm(kTc),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{ym(kT)},m＝1,...,M；步骤五：构造匹配滤波器h′_m(kT),m＝1,...,M，分别对抽取后的码元序列{y_m(kT)},m＝1,...,M进行时反处理，得到输出信号{z_m(kT)},m＝1,...,M，匹配滤波器h′_m(kT),m＝1,...,M的频域响应等于各个子载波对应的传输子信道的共轭接收的信息信号的M副本经过载波解调后，被分别送入M个接收滤波器中，接收滤波器与发射滤波器相匹配，即其频谱为G^*(ω)；第m个接收滤波器的输出信号经过K倍的抽取得f(m,i)(l,n)表示组合信道响应，ηm(λ)为噪声，G(ω)为发射滤波器，其表达式分为子序列ai(nK)所经过的水声信道的响应表示为步骤六：对时反处理的输出信号分别进行自适应均衡，M个均衡器的判决值经过并/串转换后得到信息序列的估值所述的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{ym(kT)},m＝1,...,M，其中f(m,i)(l,n)为组合信道响应，ηm(λ)为噪声；所述的时反处理的输出信号{zm(kT)},m＝1,...,M为：其中，q(m,i)(l,n)为时反处理后的组合信道响应，ζm(nK)为噪声，其表达式分别为