一种基于参量阵PATTERN时延差编码水声通信的方法.pdf

本发明属于水声通信领域，具体涉及到一种基于参量阵Pattern时延差编码水声通信的方法。本发明包括：首先将待发射信息进行Pattern时延差编码，得到Pattern信号；对Pattern信号进行单边带调制，将调制后信号和载波信号作为参量阵发射的原频波；利用参量阵发射信号，由于参量阵自解调特性，接收端得到差频信号即为低频Pattern信号，对其进行Pattern解码过程即可获得信息。本发明提供了一种基于参量阵的Pattern时延差编码水声通信的方法，Pattern时延差编码技术与参量阵的结合，能够很好的解决水声通信的多途以及失真干扰问题、指向性与传输距离矛盾的问题，提高了通信系统的可靠性。

权利要求书1.  一种基于参量阵Pattern时延差编码水声通信的方法，其特征在于： (1)首先将待发射信息进行Pattern时延差编码，得到Pattern信号； (2)对Pattern信号进行单边带调制，将调制后信号和载波信号作为参量阵发射的原频 波； (3)利用参量阵发射信号，由于参量阵自解调特性，接收端得到差频信号即为低频 Pattern信号，对接收信号进行Pattern解码过程即可获得信息。

说明书一种基于参量阵Pattern时延差编码水声通信的方法
技术领域
本发明属于水声通信领域，具体涉及到一种基于参量阵Pattern时延差编码水声通信的 方法。
背景技术
Pattern时延差编码水声通信体制(参见：惠俊英,刘丽,刘宏,等.Pattern时延差编码通信研 究[J].声学学报,1999,24(6):561-572.)是由哈尔滨工程大学在90年代提出的，将信息和信道 编码技术融入到了码元的设计中，具有抗多途干扰能力，能够可靠的传输信息，并且码元占 空比小节省功耗。
声学参量阵(参见：何祚镛,赵玉芳.声学理论基础[M].北京:国防工业出版社,1981: 420-421.)是利用介质参量非线性获得差频波及和频波的辐射器，其优点是相对工作波长， 其尺寸较小，可获得适于宽频带信号使用的高指向的波束。在声波的传播过程中，由于声吸 收系数与声波频率的平方成正比，频率较高的原频波以及和频波衰减很快，传播一段距离后， 只剩下频率较低的差频信号，该差频信号相对于原频信号则是低频高指向性的宽频带信号。
水声通信的主要障碍之一是多途扩展导致的码间干扰，为了获得高速可靠的通信，码间 干扰必须得到抑制。参量阵的小孔径下超指向性能力、自解调特点，以及低频上可获得很宽 的相对频带宽度为水声通信的困难提供了一个可能的解决办法。使用两个频率相近的高频声 波信号作为主频信号，声波在传播过程中由于非线性效应形成的差频波则具有低频高指向性 的特点，不仅能大大减少多径干扰和传播起伏带来的失真干扰，并且信息容量大、传输保真 度好。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能在复杂水声环境下具有很好的通信效果，可应用于保密通 信的基于参量阵Pattern时延差编码水声通信的方法。
本发明的目的是这样实现的：
(1)首先将待发射信息进行Pattern时延差编码，得到Pattern信号；
(2)对Pattern信号进行单边带调制，将调制后信号和载波信号作为参量阵发射的原频 波；
(3)利用参量阵发射信号，由于参量阵自解调特性，接收端得到差频信号即为低频 Pattern信号，对其进行Pattern解码过程即可获得信息。
本发明的有益效果在于：
本发明提供了一种基于参量阵的Pattern时延差编码水声通信的方法，Pattern时延差编码 技术与参量阵的结合，能够很好的解决水声通信的多途以及失真干扰问题、指向性与传输距 离矛盾的问题，很大程度上提高了通信系统的可靠性，并且方法简单，工程上可应用于水声 通信及保密通信等方面。
附图说明
图1为基于参量阵的Pattern时延差编码通信框图。
具体实施方式
为了更加详细的对本发明进行阐述，下面结合附图对本发明实施过程进行举例说明。
发射与接收端处理流程参照图1。
本发明所采用的技术方案如下：
首先将发射端待传送的二进制数据进行Pattern编码。
Pattern编码完成之后，进行单边带调制。
将调制后Pattern信号与载波信号一同作为参量阵的原频波。
利用参量阵发射信号，由于参量阵自解调特性，接收端得到差频信号即为低频Pattern信 号。
对接收信号进行Pattern解码即可得到信息。
实施过程如下：
(1)对待发射的信息进行Pattern时延差编码。Pattern编码体制是脉位编码的一种， 其信息是调制于Pattern码元出现的码元窗的时延差信息中，不同的时延差值代表不同的信息。
(2)对Pattern编码后信号进行单边带调制，单边带调制是线性调制相当于“频谱搬移” 将Pattern信号调制到高频处。
(3)将载波信号和调制后Pattern信号作为参量阵的原频波进行发射。
(4)由于参量阵自解调特性，接收端得到差频信号即为低频Pattern信号，对其进行同 步检测。
(5)进行Pattern解码即可获得发射端发射的信息。
本发明的优点是：将Pattern时延差编码与参量阵相结合的通信方案，误码率很低，即能 够实现很可靠并且较高通信速率的水声通信，因为参量阵可以在小尺寸下获得高指向性窄波 束，该方案也可应用于保密通信领域。该方法实现简单，可广泛应用于水声通信及保密通信 中，本发明具有良好的应用前景。