【技术实现步骤摘要】
一种基于并行多载波的高效水下电流场通信方法
本专利技术属于水下电流场通信
，具体涉及一种基于并行多载波的高效水下电流场通信方法。
技术介绍
随着人们对海洋资源需求的增加，实现高效、具有较强抗干扰性能的水下通信技术成为新的研究热点。水声通信由于水声环境的复杂多变和多途干扰，使得水声信道成为最为复杂的信道之一，而水声通信在浅滩、水质浑浊时或有大量珊瑚礁等遮挡物时，会产生较为严重的多径效应以及多普勒频移效应，通信效果会变差，通信环境受限。水下激光通信指使用蓝绿光进行水下传输的通信方式，具有传输速率快，对海水的穿透力好等优势，但是对水下环境有较高要求，水质不能浑浊或有障碍物。无线电波水下通信可以在水下进行传播，但是高频电磁波在水下的衰减非常严重，而长波通信需要有较长的天线才能辐射。水下电流场通信是以传导电流场为载体进行信号传输的通信技术，由于使用电磁波在水中传输信息，因此通信环境噪声小，对通信环境要求不高，可以在浑浊海水和浅滩实现通信。传导电流场水下通信具有传输信号稳定性高，没有多径效应，可以非直线传输，实现隐蔽通信，...
【技术保护点】
1.一种基于并行多载波的高效水下电流场通信方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：发射端将信源数据按照K比特一帧连续发送n帧，在n帧数据发送前发送固定的同步头数据进行系统准同步，同步头后发送n帧；发射端发送信号的具体步骤为：/n步骤1.1：发射端将信源数据中每K比特数据经过串并转换变成并行数据，一帧数据发送持续时间为KT
【技术特征摘要】
1.一种基于并行多载波的高效水下电流场通信方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：发射端将信源数据按照K比特一帧连续发送n帧，在n帧数据发送前发送固定的同步头数据进行系统准同步，同步头后发送n帧；发射端发送信号的具体步骤为：
步骤1.1：发射端将信源数据中每K比特数据经过串并转换变成并行数据，一帧数据发送持续时间为KTd，Td为信源周期；将K比特并行数据从频率族中根据数据－频率选择映射器选取r个要发送的频率，r个频率使用相同初始相位；
所述的频率族共包含M个水下电流场可用频率f1,f2,..fi..fM，总共有种发送频率可以选择，对应能传输比特的信息数据，[x]表示对x取整数部分，则对应的一次发送的信息数据K是：
步骤1.2：把选取出来的r个发送频率时域并行叠加在一起形成并行多载波的水下电流场调制信号，叠加时间为一帧数据持续发送时间KTd；所述的并行多载波的水下电流场调制信号表示为：
式中，Sji∈(+1)为根据发送信息通过数据－频率选择映射器选取的r个要发送的频率，其中i＝1,2,...,r；其余频率为Sji∈(0)，i＝r+1,...,M；
步骤1.3：将并行多载波的水下电流场调制信号经功率放大后通过水下电偶极子天线发射出去；经功率放大后的并行多载波的水下电流场调制信号为：
式中，P是载波功率；
步骤2：接收端通过同步头实现准同步后，把接收到的信号输入到M个混沌解调器，每个混沌解调器同时输入不同本地载波fi，频率fi为频率族中的一个频率，得到M个混沌解调器的输出值；
在高斯白噪声信道下，接收端水下电偶极子天线接收到的信号为：
r(t)＝s(t-τ)+n(t)+J(t)
式中，τ为通信传播时延；n(t)为高斯白噪声，其双边带功率谱密度为N0/2；J(t)为干扰信号；
如果输入信号超出本地载波频率5％范围，则混沌解调器输出为近乎0电平的解调信息VL电平；如果输入信号包含fi，则混沌解调器输出1信号VH电平；混沌解调器的输出值由公式表示为：
其中n′i+J′i是混沌解调器对于噪声和干扰的解调；
步骤3：从获得的M个混沌解调器输出值中选取绝对值最大的r个输出值，将选取出的r个输出值所对应的频率序号作为发送来的解调信息，送入频率－数据逆映射器，解调出发送信息，还原出接收的K比特并行数据；
步骤4：将K比特并行数据经过并/串转换，得到K比特还原信源数据；把发射端连续发送的n帧数据逐帧还原为信源数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于并行多载波的高效水下电流场通信方法，其特征在于：步骤2中所述的混沌解调器由自相关预处理模块，DUFFING混沌振子处理模块，低通滤波模块，取模模块，抽样判决模块，统计值消除干扰模块组成；混沌解调器利用DUFFING混沌振子的极窄带宽的选择性实现解调...
【专利技术属性】
技术研发人员：李北明，贾佩松，薛伟，綦俊炜，徐以东，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23
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