水声通信方法、装置、电子设备及系统制造方法及图纸

本申请公开了一种水声通信方法、装置、电子设备及系统，所述的水声通信方法包括：获取第一通信数据；对所述第一通信数据进行低密度奇偶校验码编码，得到编码数据；对所述编码数据进行载波调制，得到第一调制信号；对所述第一调制信号进行声轨道角动量调制，得到第二调制信号；将所述第二调制信号通过水声信道发送至接收端。本申请解决了水声通信频谱利用率较低的技术问题。低的技术问题。低的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
水声通信方法、装置、电子设备及系统


[0001]本申请涉及通信
，尤其涉及一种水声通信方法、装置、电子设备及系统。

技术介绍

[0002]陆地通信主要靠电磁波，速度可以达到光速，但水下无线通信却不能再使用无线电通信系统，这是因为电磁波在水这种介质中衰落特别严重，导致无线电通信系统根本无法在水下应用。后来人们发现声波能量在水下传播过程中衰减的衰减与电磁波相比小很多，声波这种信号在水中的传播距离可以达到通信的要求，因此在海洋科学观测、海洋工程建设和国防安全等领域都发挥着重要的作用。
[0003]然而，由于高频声波在水下传播损耗较大，极大地限制了数据传输的频谱带宽和通信速率，频谱利用率较低。

技术实现思路

[0004]本申请的主要目的在于提供一种水声通信方法、装置、电子设备及系统，旨在解决水声通信频谱利用率较低的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本申请提供一种水声通信方法，所述的水声通信方法应用于发射端，包括以下步骤：
[0006]获取第一通信数据；
[0007]对所述第一通信数据进行低密度奇偶校验码编码，得到编码数据；
[0008]对所述编码数据进行载波调制，得到第一调制信号；
[0009]对所述第一调制信号进行声轨道角动量调制，得到第二调制信号；
[0010]将所述第二调制信号通过水声信道发送至接收端。
[0011]本申请还提供一种水声通信装置，所述水声通信装置包括：
[0012]本申请还提供一种水声通信方法，所述的水声通信方法应用于接收端，包括以下步骤：
[0013]获取第一通信数据；
[0014]对所述第一通信数据进行低密度奇偶校验码编码，得到编码数据；
[0015]对所述编码数据进行载波调制，得到第一调制信号；
[0016]对所述第一调制信号进行声轨道角动量调制，得到第二调制信号；
[0017]将所述第二调制信号通过水声信道发送至接收端。
[0018]可选地，所述对所述编码数据进行载波调制，得到第一调制信号的步骤包括：
[0019]对所述编码数据进行四相位映射，对映射后的编码数据进行载波调制，得到第一调制信号。
[0020]可选地，所述发射端包括8个发射源，各所述发射源排列成的第一等间距圆周相控阵；
[0021]所述对所述第一调制信号进行声轨道角动量调制，得到第二调制信号的步骤包
括：
[0022]根据预设的阶数分别赋予各路的所述第一调制信号不同的初始相位，向各所述第一调制信号施加激励信号，得到第二调制信号。
[0023]本申请还提供一种水声通信装置，所述水声通信装置应用于发射端，包括：
[0024]获取模块，用于获取第一通信数据；
[0025]低密度奇偶校验码编码模块，用于对所述第一通信数据进行低密度奇偶校验码编码，得到编码数据；
[0026]载波调制模块，用于对所述编码数据进行载波调制，得到第一调制信号；
[0027]声轨道角动量调制模块，用于对所述第一调制信号进行声轨道角动量调制，得到第二调制信号；
[0028]信号发送模块，用于将所述第二调制信号通过水声信道发送至接收端。
[0029]本申请还提供一种水声通信方法，所述的水声通信方法应用于接收端，包括以下步骤：
[0030]接收发射端发送的第二调制信号；
[0031]对所述第二调制信号进行声轨道角动量解调，得到解调信号；
[0032]对所述解调信号进行数字解调，得到待解码数据；
[0033]对所述待解码数据进行低密度奇偶校验码解编码，得到第二通信数据。
[0034]可选地，所述对所述解调信号进行数字解调，得到待解码数据的步骤包括：
[0035]对所述解调信号进行正交相移键控解调，得到待解码数据。
[0036]可选地，所述接收端包括8个接收源，各所述接收源排列成的第二等间距圆周相控阵。
[0037]本申请还提供一种水声通信装置，所述水声通信装置应用于接收端，包括：
[0038]信号接收模块，用于接收发射端发送的第二调制信号；
[0039]声轨道角动量解调模块，用于对所述第二调制信号进行声轨道角动量解调，得到解调信号；
[0040]数字解调模块，用于对所述解调信号进行数字解调，得到待解码数据；
[0041]低密度奇偶校验码解编码模块，用于对所述待解码数据进行低密度奇偶校验码解编码，得到第二通信数据。
[0042]本申请还提供一种电子设备，所述电子设备为实体设备，所述电子设备包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的所述的水声通信方法的程序，所述的水声通信方法的程序被处理器执行时可实现如上述的水声通信方法的步骤。
[0043]本申请还提供一种水声通信系统，所述水声通信系统包括发射端和接收端，其中，
[0044]所述发射端用于执行以下步骤：
[0045]获取第一通信数据；
[0046]对所述第一通信数据进行低密度奇偶校验码编码，得到编码数据；
[0047]对所述编码数据进行载波调制，得到第一调制信号；
[0048]对所述第一调制信号进行声轨道角动量调制，得到第二调制信号；
[0049]将所述第二调制信号通过水声信道发送至接收端；
[0050]所述接收端用于执行以下步骤：
[0051]接收发射端发送的第二调制信号；
[0052]对所述第二调制信号进行声轨道角动量解调，得到解调信号；
[0053]对所述解调信号进行数字解调，得到待解码数据；
[0054]对所述待解码数据进行低密度奇偶校验码解编码，得到第二通信数据。
[0055]本申请提供了一种水声通信方法、装置、电子设备及系统，通过获取第一通信数据，对所述第一通信数据进行低密度奇偶校验码编码，得到编码数据，实现了对第一通信数据的编码，得到具有检错和纠错功能的编码数据，增加了水声通信的可靠性，进而对所述编码数据进行载波调制，得到第一调制信号，对所述第一调制信号进行声轨道角动量调制，得到第二调制信号，实现了空间维度上的信号调制，进而将所述第二调制信号通过水声信道发送至接收端，实现了水声通信频谱利用率的成倍提高。声轨道角动量调制具有无限个相互正交的模态，相比于单独的载波调制，增加了一个空间维度，进而可以有效提高频谱利用率，同时，由于声信号在水下传输过程中的发生衰减以及声轨道角动量串扰的影响，可能出现信号传输出错的情况，通过低密度奇偶校验码编码可以有效增加水声通信的可靠性，进而在保证水声通信可靠性的情况下，有效提高水声通信的频谱利用率，克服了水声通信频谱利用率较低的技术问题。
附图说明
[0056]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0057]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水声通信方法，其特征在于，所述的水声通信方法应用于发射端，包括以下步骤：获取第一通信数据；对所述第一通信数据进行低密度奇偶校验码编码，得到编码数据；对所述编码数据进行载波调制，得到第一调制信号；对所述第一调制信号进行声轨道角动量调制，得到第二调制信号；将所述第二调制信号通过水声信道发送至接收端。2.如权利要求1所述的水声通信方法，其特征在于，所述对所述编码数据进行载波调制，得到第一调制信号的步骤包括：对所述编码数据进行四相位映射，对映射后的编码数据进行载波调制，得到第一调制信号。3.如权利要求2所述的水声通信方法，其特征在于，所述发射端包括8个发射源，各所述发射源排列成的第一等间距圆周相控阵；所述对所述第一调制信号进行声轨道角动量调制，得到第二调制信号的步骤包括：根据预设的阶数分别赋予各路的所述第一调制信号不同的初始相位，向各所述第一调制信号施加激励信号，得到第二调制信号。4.一种水声通信装置，其特征在于，所述水声通信装置应用于发射端，包括：获取模块，用于获取第一通信数据；低密度奇偶校验码编码模块，用于对所述第一通信数据进行低密度奇偶校验码编码，得到编码数据；载波调制模块，用于对所述编码数据进行载波调制，得到第一调制信号；声轨道角动量调制模块，用于对所述第一调制信号进行声轨道角动量调制，得到第二调制信号；信号发送模块，用于将所述第二调制信号通过水声信道发送至接收端。5.一种水声通信方法，其特征在于，所述的水声通信方法应用于接收端，包括以下步骤：接收发射端发送的第二调制信号；对所...

【专利技术属性】
技术研发人员：周佳琼，张翼，罗明成，李胜全，孙晓雨，吴金秋，
申请(专利权)人：鹏城实验室，
类型：发明
国别省市：