一种基于多进制chirp-rate键控调制的声波通信方法及系统技术方案

本发明专利技术适用于通信领域，提供了一种基于多进制chirp‑rate键控调制的声波通信方法，包括信号发送及信号接收，所述方法包括：对需要发送的数字信号进行信道编码及进行多进制chirp‑rate键控调制以生成已调信号，并在已调信号前插入同步头以形成发射信号；对接收信号进行同步处理、对同步处理信号进行解调获得原始的数字信号，所述同步处理包括帧同步处理和/或码元同步处理。本发明专利技术实施例中，使用多进制chirp‑rate键控调制来调制信号，信息传输速率高，对接收的信号进行帧同步和/或码元同步，一定程度上提高了信号同步的精度，也进一步提高接收信号的效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例属于通信领域，尤其涉及一种基于多进制chirp-rate键控调制的声波通信方法及系统。
技术介绍
随着物联网和智能设备的发展，设备间的互联需求日渐增长。用于构建移动设备间无线通信系统的技术方案有很多，比如蓝牙、WiFi，但它们基本上都是利用电磁波作为通信载体，而近些年来应用越来越广的声波通信技术在一些领域却更有优势，比如安防领域、海洋通信和室内通信。声波通信技术是近年发展起来的一门新兴技术，与传统的无线电通信技术相比，由于空气中声波通信不占用无线信道带宽、不受电磁干扰，因此有较好的应用前景。可以应用于带音频设备的移动设备间数据交互、带音频设备的移动设备接收承载于音频信号中的数字信号等方面。现有技术中出现的一种智能摄像机“小水滴”的声波联网技术，其应用声波通信技术，该声波联网技术的声音较为悦耳，但存在着成功率较低的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种基于多进制chirp-rate键控调制的声波通信方法及系统，旨在解决现有的误码率较高，传输速率较低的问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种基于多进制chirp-rate键控调制的声波通信方法，包括信号发送及信号接收，所述方法包括：对需要发送的数字信号进行信道编码及进行多进制chirp-rate键控调制以生成已调信号，并在已调信号前插入同步头以形成发射信号；对接收信号进行同步处理、对同步处理信号进行解调获得原始的数字信号，所述同步处理包括帧同步处理和/或码元同步处理。优选地，所述对需要发送的数字信号进行信道编码及进行chirp调制以生成已调信号，并在已调信号前插入同步头以形成发射信号，具体包括：在所述需要发送的数字信号上插入预设字段，形成插入数字序列，所述预设字段至少包括所述发送的数字信号的长度信息字符；对所述插入数字序列进行信道编码；对编码后的数字信号进行多进制chirp-rate键控调制，生成已调信号；在所述已调信号前添加同步头；将添加同步头的已调信号转换为发射信号发射出去。优选地，所述预设字段还包括分隔字符及加密信息字符，所述在所述需要发送的数字信号上插入预设字段具体为：在所述需要发送的数字信号的前、中、后分别插入所述长度信息字符、分隔字符、加密信息字符。优选地，所述对所述插入数字序列进行信道编码之后、对编码后的数字信号进行多进制chirp-rate键控调制之前还包括：在编码后的数字信号前添加检验字段。优选地，所述多进制chirp-rate键控调制为16-chirp调制。优选地，所述对所接收的信号进行信号同步处理具体包括：对所接收的信号进行帧同步处理；对帧同步处理后的信号进行码元同步处理。优选地，所述对所接收的信号进行帧同步处理具体为：采用滑动窗搜索法获取同步头位置；校正所获取的同步头位置。优选地，所述同步头包括帧同步头及码元同步头，所述采用滑动窗搜索法获取同步头位置，具体为：以一个窗口的长度为帧同步长度，每滑动一个窗口的距离，对该窗口对应的数字信号进行傅里叶变换运算，获得对应的频谱幅值；判断所述频谱幅值是否大于预设阈值；当判断为是时，确认当前窗口为帧同步头所在位置；当判断为否，继续滑动，继续执行获得对应的频谱幅值的步骤。优选地，所述对帧同步处理后的信号进行码元同步处理具体包括：将所接收的信号与标准chirp信号做互相关运算，获得所述接收的已调信号偏离所述标准chirp信号的距离；将所获得的偏离距离对所接收的信号进行同步处理，获得同步处理信号。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种基于多进制chirp-rate键控调制的声波通信系统，包括信号发送装置、信号接收装置，其中:信号发送装置，用于对需要发送的数字信号进行信道编码及进行多进制chirp-rate键控调制以生成已调信号，并在已调信号前插入同步头以形成发射信号；信号接收装置，用于对接收信号进行同步处理、对同步处理信号进行解调获得原始的数字信号，所述同步处理包括帧同步处理和/或码元同步处理。在本专利技术实施例中，使用多进制chirp调制来调制信号，信息传输速率高，减小了系统误码率。此外，对接收的信号进行帧同步及码元同步处理，保证同步精度的同时减小了运算量，使得在性能较差的嵌入式硬件平台上亦能进行音频信号的实时处理。附图说明图1是本专利技术第一实施例提供的一种基于多进制chirp-rate键控调制的声波通信方法的流程图；图2a为本专利技术提供的一种基于多进制chirp-rate键控调制的声波通信方法的chirp信号的时间频率曲线图；图2b为本专利技术提供的一种基于多进制chirp-rate键控调制的声波通信方法的chirp信号的数字信号映射关系图；图3是本专利技术第一实施例提供的一种基于多进制chirp-rate键控调制的声波通信方法的步骤S1的具体流程图；图4是本专利技术第一实施例提供的一种基于多进制chirp-rate键控调制的声波通信方法的同步头结构图；图5是本专利技术第一实施例提供的一种基于多进制chirp-rate键控调制的声波通信方法的步骤S2的具体流程图；图6是本专利技术第一实施例提供的一种基于多进制chirp-rate键控调制的声波通信方法的步骤S22的具体流程图；图7是本专利技术第一实施例提供的一种基于多进制chirp-rate键控调制的声波通信方法的信号解调流程图；图8是本专利技术第二实施例提供的一种基于多进制chirp-rate键控调制的声波通信系统的结构图；图9是本专利技术第二实施例提供的一种基于多进制chirp-rate键控调制的声波通信系统的信号发送装置1的具体结构图；图10是本专利技术第二实施例提供的一种基于多进制chirp-rate键控调制的声波通信系统的信号接收装置2的具体结构图；图11是本专利技术第二实施例提供的一种基于多进制chirp-rate键控调制的声波通信系统的同步模块22的具体结构图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例中，对需要发送的数字信号进行信道编码及进行多进制chirp-rate键控调制以生成已调信号，并在已调信号前插入同步头以形成发射信号；对接收信号进行同步处理、对同步处理信号进行解调获得原始的数字信号，所述同步处理包括帧同步处理和/或码元同步处理。为了说明本专利技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。实施例一：图1示出了本专利技术第一实施例提供的一种基于多进制chirp-rate键控调制的声波通信方法的流程图，详述如下：步骤S1，对需要发送的数字信号进行信道编码及进行多进制chirp-rate键控调制以生成已调信号，并在已调信号前插入同步头以形成发射信号；具体地，将需要发送的数字信号(具体可为视频信号、音频信号等，优选为音频信号)，例如用户选择的SSID(如W)及password(如1)等原始数据进行调制形成已调信号，并在已调信号前部插入同步头以形成发射信号，优选地，所述同步头包括帧同步头及码元同步头；步骤S2，对接收信号进行同步处理、对同步处理信号进行解调获得原始的数字信号。具体地，对所接收的信号进行同步处理，获得同步处理信号，并对同步处理信号进行解调获得原始的数字信号，其中，所述同步处理包括帧同步处理和/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于多进制chirp‑rate键控调制的声波通信方法，包括信号发送及信号接收，其特征在于，所述方法包括：对需要发送的数字信号进行信道编码及进行多进制chirp‑rate键控调制以生成已调信号，并在已调信号前插入同步头以形成发射信号；对接收信号进行同步处理、对同步处理信号进行解调获得原始的数字信号，所述同步处理包括帧同步处理和/或码元同步处理。

【技术特征摘要】
1.一种基于多进制chirp-rate键控调制的声波通信方法，包括信号发送及信号接收，其特征在于，所述方法包括：对需要发送的数字信号进行信道编码及进行多进制chirp-rate键控调制以生成已调信号，并在已调信号前插入同步头以形成发射信号；对接收信号进行同步处理、对同步处理信号进行解调获得原始的数字信号，所述同步处理包括帧同步处理和/或码元同步处理。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对需要发送的数字信号进行信道编码及进行chirp调制以生成已调信号，并在已调信号前插入同步头以形成发射信号，具体包括：在所述需要发送的数字信号上插入预设字段，形成插入数字序列，所述预设字段至少包括所述发送的数字信号的长度信息字符；对所述插入数字序列进行信道编码；对编码后的数字信号进行多进制chirp-rate键控调制，生成已调信号；在所述已调信号前添加同步头；将添加同步头的已调信号转换为发射信号发射出去。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设字段还包括分隔字符及加密信息字符，所述在所述需要发送的数字信号上插入预设字段具体为：在所述需要发送的数字信号的前、中、后分别插入所述长度信息字符、分隔字符、加密信息字符。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述插入数字序列进行信道编码之后、对编码后的数字信号进行多进制chirp-rate键控调制之前还包括：在编码后的数字信号前添加检验字段。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多进制chirp-rate键控调制为16-chirp调制。...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆志坤，李攀峰，
申请(专利权)人：普联技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44