内（比如1秒钟），发射端没有收到回复握手信 号CTS，则重发握手信号RTS，如果发送握手信号RTS的次数超过预定值(比如预定值为4次）， 则认为该链路不通。
[0055] 步骤S220,发射端收到回复握手信号CTS后，根据RTS及CTS信号之间的延时及信号 强度计算通信节点之间的距离及信噪比（SNR)，并结合需要传送的数据量选择合适的通信 方式(MODE(n))。
[0056] 步骤S230,发射端用MFSK调制方式发送调试方式定义信号M-RTS，通知接收端后续 数据所使用的调试方式，同时等待接收端应答，如在预定时间内没有收到应答，则重发M- RTS信号，如果发送的M-RTS信号次数超过预定值，则转入步骤S210，重新发送RTS信号。
[0057] 步骤S240,发射端收到接收端回复的应答信号后，用约定的调制方式(MODE(n))解 调接收到的应答信号并判断是否为约定的调制方式应答信号M-CTS。如果不是约定的调制 方式应答信号M-CTS，则转入步骤S230，重新等待接收端发送应答信号。
[0058] 步骤S250,如果解调后确认是约定的调制方式应答信号M-CTS，则用约定的调制方 式发送数据包，每发送一条数据，等待接收端回复的信道变化信号M-ARQ，如果在预定时间 内收到M-ARQ信号，则根据接收端附加在M-ARQ信号中的信噪比均值估算信噪比，并据此重 新选择调制方式，然后转入步骤S230。
[0059] 步骤S260，如果在预定时间内没有收到M-ARQ信号，则认为信道状态没有变化，判 断数据是否发送完成，没有则转入步骤S250继续发送数据，如果发送完成，则判断是否收到 接收端发送的错误帖信号ARQ，如果收到ARQ信号，则根据发送ARQ信号所附加的错误帖号， 转入步骤S250重新发送错误帖。
[0060] 步骤S270,如没有收到ARQ信号，则判断是否收到接收结束信号ACK，如果在预定时 间内没有收到ACK信号，则认为链路故障，转入步骤S210重新发起通信链接，如果收到ACK信 号，则本次通信顺利结束，退出通信。
[0061 ]具体的，自适应调制解调机制的自适应解调过程如图3所示，包括：
[0062] 步骤S310,接收端首次收到发送节点的信号（即收到源节点第一个包），用MFSK方 式解调，判断是否发射握手信号RTS，如果不发射握手信号RTS则发送结束信号ACK，并退出， 如果是发射握手信号RTS，则WMFSK制式向发射端发出待接收的握手信号CTS，在CTS信号中 包含有训练字所测试信道状态的信噪比等级和误码率，并等待调试方式定义信号M-RTS，如 果在预定时间内没有收到M-RTS信号，则退出通信。
[0063] 步骤S320,接收端收到M-RTS信号后，根据M-RTS信号定义的调制方式发送调制方 式应答信号M-CTS，并等待接收数据；
[0064] 步骤S330,接收端每接收一条数据，就计算信噪比和误码率，如果超过阔值，发送 信道变化信号M-ARQ，如没有超过阔值，则判断是否发送结束，如没有结束则继续等待接收 数据，如果发送结束，则判断是否有错误帖，如果有错误帖则发送错误帖信号ARQ，通知发送 端用当前调制制式重新发送制定帖号的数据包，如没有错误帖，则发送结束信号ACK，通知 发射端本次通信结束并退出通信链接。
[0065] 在实时过程中，可W自定义握手信号MAC标识取值表及各握手信号的帖格式。如表 1所示，为本发明给出的握手信号MAC标识取值表的一个实施例；图4所示，为本发明给出的 各握手信号帖格式的一个实施例。
[0067] 表1
[0068] 在多模式自适应软件水下无线通信网中使用软件无线电技术，主要目的就是W - 个通用、标准、模块化的硬件平台为依托，通过软件编程来实现水下无线通信中水声通信与 光通信等通信模式的自动切换，根据通信距离、信道状态等自适应选择调制制式，根据信噪 比、误码率等自适应选择资源分配等功能，从而最大限度的利用统一的硬件平台，适应水下 复杂的通信环境。水下通信系统硬件平台原理图如图5所示：
[0069] 自适应调制解调机制的硬件平台由一块ARM处理器，两块DSP处理器，S块FPGA (Fie 1 d - Programmab 1 e Gate Array，现场可编程口阵列）W及ADC、DAC、放大器和驱动电路 组成。其中放大器和驱动电路主要负责模拟信号的放大，W及驱动水声发射接收系统、无线 光通信光电转换系统工作。ADC和DAC主要完成模拟信号和数字信号的转换。
[0070] ARM处理器作为中央处理器，负责驱动管理，内存管理，事务管理，中断处理，网络 通信协议找管理，应用程序运行，人机交互等功能。两块DSP处理器分别对信号进行基带信 号处理，其中DSPl主要负责发送侧的随机处理、信道编码、正交相移键控(QPSK)调制、正交 振幅调制(QAM)、多进制频移键控(MFSK)调制、自适应资源分配、自适应调制、空时编码等物 理层应用，W及加密/解密和认证等某些底层MAC功能;DSP2负责接收侧的信道解码、QPSK解 调、QAM解调、MFSK解调、去随机、信道估计、信道均衡等功能。
[0071] S块FPGA分别用于外围数字逻辑电路和中频信号处理。FPGAl主要用于OFDM调制 解调、数字滤波、上下变频、组帖等操作控制;FPGA2完成高速总线逻辑控制，W及外围接口 电路如RJ45、RS232、USB等，与此同时，FPGA2还肩负着系统与其他设备接口交互功能;FPGA3 主要负责串并转换W及空时编码、空时译码等功能。
[0072] 综上，由于水下环境的复杂性，不同水深、不同传输距离、水平及垂直方向等分别 适用于不同通信方式，为自动适应不同水下环境，本发明提出利用软件无线电技术，即在统 一的硬件平台上，利用软件方式，综合传感器感知的外界环境，由水下无线通信节点根据信 道情况自动选择合适的通信模式来建立通信链接，能够进行合理的资源分配，实现在通信 网络范围内数据或指令的可靠传输。本发明借用软件无线电的优势，内置多种调制解调方 案，使得本系统根据水下信道特点自适应选择合适的调制解调方式，W便充分发挥各种调 制方案的优点，降低误码率及系统功耗。
[0073] 本发明提出多模式自适应水下无线通信网络的系统，针对水下无线光通信信道和 水声通信信道的特点，提出了自适应编解码解决方案，本发明的主要优点如下：
[0074] (1)基于软件无线电技术开发通信系统，W-个通用、开放、标准、模块化的硬件平 台为依托，利用软件来定义和实现各种水下通信功能，便于开发人员进行二次开发。
[0075] (2)系统具备自适应水下通信环境能力，可W根据水下环境的复杂性，依据不同水 深、不同传输距离、不同传输方向（水平或垂直）、不同数据量(指令、小数据量、大数据量)等 自适应选择合适的通信方式进行处理。
[0076] (3)具备多种水下无线通信方式，系统根据环境不同自动选择相对应的通信方式。
[0077] W上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明掲露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该W权利要求的保护范围 为准。
【主权项】
1. 一种水下通信系统，其特征在于:所述系统包括传感器、发射子系统和接收子系统， 其中： 所述传感器用于感知外界环境，帮助水下无线通信节点自动选择合适的通信模式以及 对应的调制解调制式； 所述发射子系统由编码单元、自适应调制单元和发射单元组成，所述发射子系统将待 传送信号经过所述编码单元的编码和所述自适应调制单元的调制后，送入所述发射单元的 相应信道，将电信号转换为声信号或光信号进行发送； 所述接收子系统由接收单元、自适应解调单元和解码单元组成，所述接收单元的相应 信道收到声信号或光信号并将其转变成电信号后，经过所述自适应解调单元的解调，最后 由所述解码单元的解码器解调出原来的信号，实现在通信网络范围内数据或指令的可靠传 输。2. 根据权利要求1所述的水下通信系统，其特征在于:所述感知外界环境，包括但不限 于感知水的深度、环境的复杂性、信道情况、数据量传输的大小、以及可靠通信的距离。3. 根据权利要求1所述的水下通信系统，其特征在于:所述水下无线通信节点自动选择 合适的通