[实用新型]一种频域分集水声通信调制解调器

摘要

一种频域分集水声通信调制解调器包括发射部分和接收部分，发射部分由符号映射模块(101)、PN组块模块(102)、信号组帧模块(103)、数模转换模块(104)、功率放大器(105)、发射换能器(106)依次连接组成；接收部分由接收水听器(107)、多通道处理模块(108)、频域分集合并模块(109)、IFFT变换模块(110)、符号判决模块(111)依次连接组成。本实用新型利用快速傅里叶变换(FFT)计算最大比分集接收调制解调器的均衡器系数，大幅度降低系统复杂度，同时最大限度利用空间分集接收增益，对未来我国水下信息网络建设和部署过程中具有重要意义。

主权项

一种频域分集水声通信调制解调器，包括发射部分和接收部分，其特征在于：发射部分由符号映射模块(101)、PN组块模块(102)、信号组帧模块(103)、数模转换模块(104)、功率放大器(105)、发射换能器(106)依次连接组成；其中符号映射模块(101)将输入的特定信号时长的0、1数据进行分组，按照数据分组进行符号调制，并将调制符号送至PN组块模块(102)；PN组块模块(102)将PN序列插入到调制数据之后，形成数据分组结构，PN组块模块(102)将数据分组结构输出至信号组帧模块(103)；信号组帧模块(103)将数据分组结构的多个数据分块组成一个数据帧，其帧结构包括线性调频LFM信号、保护间隔、PN导频、数据，其中LFM信号主要用于帧同步和符号同步，保护间隔的作用是防止LFM信号对传输数据造成码间串扰，信号组帧模块(103)将数据帧输出至数模转换模块(104)；数模转换模块(104)将信号组帧模块(103)生成的组帧信号调制到载频，并进行数模转换，将数字信号转换为模拟信号以声信号形式进行传输，数模转换模块(104)将声信号输出至声信号输入功率放大器(105)；声信号输入功率放大器(105)用于完成声信号的放大；发射换能器(106)用于完成声信号的调制解调，然后将解调后的声信号送入水声信道；接收部分由接收水听器(107)、多通道处理模块(108)、频域分集合并模块(109)、IFFT变换模块(110)、符号判决模块(111)依次连接组成；接收水听器(107)包含K个阵元，K的数量根据具体需要进行选择，每个阵元在接收到水声信道传输的声信号后，进行模数转换， 将接收声信号转换为数字信号然后送入多通道处理模块(108)；多通道处理模块(108)由K个单通道处理模块(1081‑108K)组成，分别对应处理接收水听器(107)的K个阵元接收采样后的数字信号，其将K个阵元接收的过采样信号进行适当的帧同步和符号同步，转换为符号速率采样数据，并进行相应的信号处理，然后将处理过的数字采样信号送入频域分集合并模块(109)中；频域分集合并模块(109)根据各单通道处理模块(1081‑108K)输出的信道频域冲激响应值的大小，对各单通道处理模块(1081‑108K)输出的频域信号进行最大比合并并形成合并数据，最大程度利用多阵元接收带来的空间增益，频域分集合并模块(109)将合并数据输出至IFFT变换模块(110)；IFFT变换模块(110)将频域分集合并模块(109)输出的结果进行IFFT变换，转换到时域，并将该时域信号输出至符号判决模块(111)；符号判决模块(111)根据符号调制星座图，对IFFT变换模块(110)输出的时域信号进行判决处理，并转换为0，1数据输出。