一种单矢量传感器水声多址通信方法

摘要

本发明提供的是一种单矢量传感器水声多址通信方法。发射端：为不同的用户指定不同的伪随机序列；不同的用户利用指定的伪随机序列对信息进行直扩、调制处理，经过功率放大后通过发射换能器发送出去；接收端：利用单矢量水听器接收用户的通信信号，接收机模拟前置放大将信号放大并由AD转换为数字信号；检测同步信号，利用同步信号中的伪随机序列对不同目标的方位进行估计；利用估计出来的目标方位构建组合振速，利用声压和组合振速构建矢量组合；对矢量组合进行解扩、解调、解码。本发明利用单矢量水听器进行用户方位的估计，利用估计的方位合成了振速组合，利用合成的振速组合与声压进行矢量组合来获得空间增益，实现了较为有效的水声多址通信。

主权项

1.一种单矢量传感器水声多址通信方法，其特征是：发射端：（1）为不同的用户指定不同的伪随机序列；（2）不同的用户利用指定的伪随机序列对信息进行直扩、调制处理，经过功率放大后通过发射换能器发送出去；接收端：（3）利用单矢量水听器接收用户的通信信号，接收机模拟前置放大将信号放大并由AD转换为数字信号；（4）检测同步信号，利用同步信号中的伪随机序列对不同目标的方位进行估计；（5）利用估计出来的目标方位构建组合振速，利用声压和组合振速构建矢量组合；（6）对矢量组合进行解扩、解调、解码；所述对不同目标的方位进行估计的方法为：目标i的真实方位为θ_i，则目标的估计方位为v_x、v_y为矢量水听器接收到的两路振速信号，两路振速信号分别与参考信号PN_i(t)作拷贝相关得到对应的输出拷贝相关器的输出经过峰值选择器后得到有源平均声强器的输出${\bar{I}}_{\mathrm{xi}}=\max \left[\overline{{\mathrm{PN}}_i\left(t\right)v_x(t-\tau )}\right]=\max \left[C_{v_{\mathrm{xi}}}\left(\tau \right)\right]=A_s\cos {\theta }_i+{\Delta }_x---\left(1\right)$${\bar{I}}_{\mathrm{yi}}=\max \left[\overline{{\mathrm{PN}}_i\left(t\right)v_y(t-\tau )}\right]=\max \left[C_{v_{\mathrm{yi}}}\left(\tau \right)\right]=A_s\cos {\theta }_i+{\Delta }_y---\left(2\right)$式中：A_s为信号拷贝相关峰最大值，Δ_x、Δ_y为干扰小量；将式（1）与式（2）相除，得到：${\hat{\theta }}_i=\arctan \frac{\overline{I_{\mathrm{yi}}}}{\overline{I_{\mathrm{xi}}}};---\left(3\right)$每个用户指定一个伪随机码PN_i，用户i发出的通信信号为s_i(t)，该信号经过信道h_i(t)的传输在单矢量水听器处被接收，输出模型为：$p=\underset{i=1}{\overset{k}{\Sigma }}{s}_i\left(t\right)\otimes h_i\left(t\right)+n_p\left(t\right)$$v_x=\underset{i=1}{\overset{k}{\Sigma }}{s}_i\left(t\right)\otimes h_i\left(t\right)\cos {\theta }_i+n_{v_x}\left(t\right)---\left(4\right)$$v_y=\underset{i=1}{\overset{k}{\Sigma }}{s}_i\left(t\right)\otimes h_i\left(t\right)\sin {\theta }_i+n_{v_y}\left(t\right)$式中：k为总的用户数，符号表示卷积，θ_i为用户i的真实方位，每式的最后一项为噪声干扰项；对于用户i，利用单矢量水听器进行方位估计得到了用户i的方位估计利用方位估计构建组合振速v_ci，形式如下：$v_{\mathrm{ci}}\left(t\right)=v_x\left(t\right)\cos {\hat{\theta }}_i+v_y\left(t\right)\sin {\hat{\theta }}_i---\left(5\right).$