[发明专利]一种基于时反和OFDM联合处理的水声通信装置及方法

摘要

本发明公开了一种基于时反和OFDM联合处理的水声通信装置包括信号发射机、功率放大器、发射换能器、接收水听器阵、信号接收机和信号处理器，其中，信号处理器包括宽带多普勒估计与补偿模块、时反处理模块、OFDM解调模块、信道估计与补偿模块和频偏估计与补偿模块。本发明利用时反的空时聚焦特性，来消除信道的多径影响，时反可以缩短脉冲信道响应长度，从而减少OFDM符号保护间隔的长度，提高了通信效率；由于减少了保护间隔，OFDM符号长度也可以缩短，这样增大了子载波频率间隔。本发明方法可以减少子载波间干扰，进一步提升OFDM水声通信的可用速率。

主权项

一种基于时反和OFDM联合处理的水声通信装置，其特征是，包括：信号发射机，用于形成通信信号，所述通信信号包括线性调频信号和OFDM信号，且在线性调频信号和OFDM信号之间插入有保护间隔，所述OFDM信号是通过将外部通信数据插入导频数据后经OFDM调制而成。功率放大器，用于将所述通信信号进行功率放大；发射换能器，用于将放大后的通信信号转化为声信号，并将声信号发射至水中；接收水听器阵，用于接收发射换能器发射至水中的声信号，并将所述声信号转换为电信号；信号接收机，用于将所述电信号转换为数字信号并存储；信号处理器，该信号处理器包括：——宽带多普勒估计与补偿模块，用于对信号接收机存储的数字信号进行多普勒因子的估计和宽带多普勒补偿；——时反处理模块，用于对经过宽带多普勒补偿后的信号进行被动时反处理；——OFDM解调模块，用于对经过被动时反处理的信号进行OFDM解调；——信道估计与补偿模块，用于利用OFDM解调后的信号和采用最小二乘信道估计方法估计出水声信道的响应，以及消除水声信道对OFDM解调后的信号的影响；——频偏估计与补偿模块，用于对经过信道估计与补偿模块处理后的信号进行频偏估计和补偿。