[发明专利]一种基于正交差分相移键控调制的水声调制解调器及调制方法

摘要

一种基于正交差分相移键控调制的水声调制解调器及调制方法，所述解调器以微控制器为核心，还包括模式切换器、发射部分、接收部分、USB接口和供电模块；所述发射部分由硬件部分的发送端信号放大电路、发送换能器以及软件部分通过程序来完成功能作用的可变编码器、调制器和波形成型器组成；所述接收部分由硬件部分的接收换能器、接收端一级信号放大电路、带通滤波电路、接收端二级信号放大电路以及软件部分通过程序来完成功能作用的解调器和解码器组成；所述USB接口用于所述水声调制解调器脱离水面时与计算机进行信息交互；所述供电模块用于给所述水声调制解调器供电，使其正常工作。本发明融合了正交差分相移键控技术，实现了收发一体与收发分置的切换。

主权项

1.水声调制解调器以微控制器为核心，还包括模式切换器、发射部分、接收部分、USB接口和供电模块；所述发射部分由硬件部分的发送端信号放大电路、发送换能器以及软件部分通过程序来完成功能作用的可变编码器、调制器和波形成型器组成；发送数据时，在微控制器中，可变编码器调用相应的编码算法将水下搜集的信息进行信源编码，调制器再调用数字调制算法将编码后的信号进行数字调制，然后波形成型器调用波形成型算法将调制后的信号转换为模拟信号，并输送到发送端信号放大电路；发送端信号放大电路用于接收微控制器模拟信号，并完成信号放大；发射换能器与发送端信号放大电路连接，完成模拟信号到水声信号的转换；所述接收部分由硬件部分的接收换能器、接收端一级信号放大电路、带通滤波电路、接收端二级信号放大电路以及软件部分通过程序来完成功能作用的解调器和解码器组成；接收换能器、接收端一级信号放大电路、带通滤波电路和接收端二级信号放大电路顺次连接；接收数据时，接收换能器将水声信号转换成模拟信号输入给接收端一级信号放大电路，接收端一级信号放大电路完成信号放大，并将放大的信号输送给带通滤波电路；带通滤波电路对接收的一级放大信号进行带通滤波，然后将信号输入给接收端二级信号放大电路；接收端二级信号放大电路再对接收的信号进行信号放大以及实现信号的电平转换并输送到微控制器中；在微控制器中，首先调用相应的算法将模拟信号转换为数字信号，解调器再调用数字解调算法进行判决和数字解调，解码器最后调用解码算法完成信道译码；所述USB接口用于所述水声调制解调器脱离水面时与计算机进行信息交互；所述供电模块用于给所述水声调制解调器供电，使其正常工作；所述模式切换器提供了收发分置和收发一体两种模式，当处于收发分置模式时，发送换能器和接收换能器分别为独立的换能器，当处于收发一体模式时，发送换能器和接收换能器为同一个换能器，即发送信息时称为发送换能器而接收信息时称为接收换能器，在这两种模式中，模式切换器的工作机制均相同；所述模式切换器是由两个整流管、两个功率电阻和两个开关管组成；第一整流管与第二整流管反向并联后的一端接发射端电路，另一端接发射换能器和第一功率电阻的一端；第一开关管与第二开关管反向并联后的一端接地，另一端连接第一功率电阻的另一端和第二功率电阻的一端，第二功率电阻的另一端连接接收换能器和接收端电路。