一种基于正交空时编码的多输入多输出被动时反水声通信方法
【专利摘要】本发明涉及水声通信领域，具体涉及水声通信中一种基于正交空时编码的多输入多输出被动时反水声通信方法。本发明包括：用线性调频信号及时反信号构造探测信号；利用所有的信息子信号及其时反信号构造编码信号矩阵；以一定的时间间隔依次发射探测信号；利用接收到的探测信号构造译码矩阵；合并接收阵元处理后的信号，以码元速率进行采样，经过判决后得到信息码组的估值。本发明在被动时反水声通信的接收平台尺度不受限时，保持接收阵元数不变，通过增加发射阵元数，同时利用多元阵发射和接收所实现的空间分集，可以获得更高的空间分集增益，进一步提高通信性能。
【专利说明】一种基于正交空时编码的多输入多输出被动时反水声通信方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水声通信领域，具体涉及水声通信中一种基于正交空时编码的多输入多输出被动时反水声通信方法。
技术背景
[0002]水声信道中存在着各种噪声以及严重的多途扩展，因此噪声干扰以及多途扩展造成的码间干扰成为影响水声通信性能的两种主要因素。
[0003]时反技术来源于光学中的相位共轭法，仅需要通过简单的运算就可以实现空时聚焦，从而达到压缩多途扩展提高接收信噪比的目的，因此近年来被广泛的应用于水声通信领域。按空时聚焦实现方式的不同，时反水声通信可分为主动时反水声通信和被动时反水声通信。主动时反水声通信的空时聚焦是通过在真实的信道中进行反向传输而实现的，被动时反水声通信的空时聚焦是通过数学上的运算来实现的，虽然主动时反水声通信和被动时反水声通信的空时聚焦实现方式不同，但是其所使用的技术是相同的，都利用了匹配滤波技术和多阵元处理的空间分集技术。
[0004]与主动时反通信相比，被动时反通信仅需要进行单向传输，没有收发合置的要求，减小了接收端的硬件复杂程度，因此得到了更为广泛的研究。有关被动时反水声通信空时聚焦性能的研究表明，即使通过增加发射信号的能量来降低噪声干扰的影响，被动时反处理后的信号仍然会受到由于多途压缩的不理想而造成的残余码间干扰的影响。为了进一步压缩残余码间干扰，使被动时反处理后的组合信道响应更接近理想信道，通常需要使用阵元数较多的基阵进行接收。中国专利200910072531.0和200910071516.4均采用多元接收阵列组成多通道被动时反来实现抑制多途效应的水声通信。但是当接收阵的阵元数较多时，难以适用于一些小尺度的水下接收平台。中国专利201010581840.3采用单个阵元在不同的位置多次发射或多次接收相同的信息帧的方法来获得空间分集和时间分集，从而等效多元阵被动时反的效果，达到降低接收平台尺度的目的，但是该技术要求单阵元的收发双方必须一方能够移动并且要求进行多次收发。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种保证通信性能的基础上减少接收阵元数以及在接收阵元数相同的情况下提高通信性能的基于正交空时编码的多输入多输出被动时反水声通/[目方法。
[0006]本发明的目的是这样实现的:
[0007](I)利用线性调频信号A1P⑴及时反信号A1P (_t)构造探测信号，P⑴为幅度归一化的线性调频信号,A1为常数，AlP (t)和AlP(_t)间存在着保护时间间隔τ，τ大于信道的多途扩展所影响的时间；
[0008](2)根据发射阵元数N将信息码元划分为长度相同的L个码组djnhl =1，…，L，以线性调频信号A2P (t)作为载波对信息码组Cl1 (η)进行相位调制得到信息子信号
【权利要求】
1.一种基于正交空时编码的多输入多输出被动时反水声通信方法，其特征在于包括下述步骤: (1)利用线性调频信号A1P(t)及时反信号AlP(-t)构造探测信号，p(t)为幅度归一化的线性调频信号，A1为常数，AlP (t)和AlP(_t)间存在着保护时间间隔τ，τ大于信道的多途扩展所影响的时间； (2)根据发射阵元数N将信息码元划分为长度相同的L个码组ddn)，I=以线性调频信号Ap(t)作为载波对信息码组Cl1(Ii)进行相位调制得到信息子信号s^A^d^pit- T)利用所有的信息子信号Sl⑴及其时反信号Sl (-t)构造编码信号矩阵C(t)，
【文档编号】H04B13/02GK103905153SQ201410121010
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】李海森, 孙琳, 李若, 魏玉阔, 陈宝伟, 周天, 徐超, 朱建军, 杜伟东, 邹博 申请人:哈尔滨工程大学