1 = 340td
[0028] 3、根據(jù)距離確定載波基準頻率及進行2FSK通信的傳號頻率和空號頻率。確定方 法為：
[0029] 首先選擇幾組典型距離值和所對應(yīng)的被使用的載波頻率作為基準距離值和頻率 值。采用線性內(nèi)插法來計算距離在相應(yīng)的基準距離范圍內(nèi)所對應(yīng)的載波頻率。如，基準距 離la、lb所對應(yīng)的載波頻率分別為fa、fb，則根據(jù)線性內(nèi)插法所計算的水下移動通信終端與 中繼平臺的距離l(la〈l〈lb)所對應(yīng)的載波基準頻率為：
[0031] 在所得到的基準頻率基礎(chǔ)上，進行適當?shù)恼{(diào)整，可得到進行2FSK通信的傳號頻率 和空號頻率，如傳號頻率為〇. 9f，空號頻率為1.If。
[0032] 下面以基準距離為lKm，10Km的情況說明【具體實施方式】。對于基準距離為 lKm，10Km的距離，根據(jù)水聲信道情況與經(jīng)驗數(shù)據(jù)，往往選擇相應(yīng)的載波頻率為50KHz左右 和ΙΟΚΗζ左右的頻率為載波基準頻率。
[0033] 根據(jù)以上計算方法，對于水下移動通信終端與中繼平臺的距離1為5Km的情況，則 所對應(yīng)的載波基準頻率為：34KHz。進行適當?shù)恼{(diào)整，可得到進行2FSK通信的傳號頻率和空 號頻率，如傳號頻率為30. 6KHz，空號頻率為37. 4KHz。
[0034] 4、新的通信頻率確定后，水下移動通信終端向中繼平臺發(fā)送報文告知新通信頻 率，并等待中繼平臺發(fā)送確認報文。收到確認報文后，水下移動通信終端和中繼平臺即準備 更改通信頻率為新的通信頻率。
[0035] 5、以新的通信頻率進行通信，需要更改調(diào)制器的載頻和解調(diào)器的相關(guān)參數(shù)。
[0036]FSK調(diào)制器功能結(jié)構(gòu)框圖如圖3,主要功能結(jié)構(gòu)由相位累加器、正弦ROM查找表、D/ A轉(zhuǎn)換、低通濾波器、頻率控制字寄存器組、二選一數(shù)據(jù)選擇器等組成。
[0037] 單片機向頻率寄存器組寫入與FSK載波頻率所對應(yīng)的的頻率控制字；假設(shè)所確定 新的FSK載波頻率分別為f。，，則產(chǎn)生相應(yīng)頻率的頻率控制字分別為：K。為對f。/10取整， I為對f^10取整。
[0038] 基帶信號控制二選一數(shù)據(jù)選擇器輸出相應(yīng)的載波頻率控制字信號到相位累加器 的輸入端；根據(jù)DDS的工作原理，D/A轉(zhuǎn)換輸出經(jīng)低通濾波可得到相應(yīng)的FSK信號。
[0039] 具體實施過程中，可以設(shè)置載波頻率值的范圍為100Hz-200KHz，頻率步進10Hz。 以上頻率范圍和頻率步進的參數(shù)可以滿足大部分實際水下環(huán)境的需要。
[0040] 設(shè)K為頻率控制字，選取系統(tǒng)時鐘fe= 655. 36KHz，
[0041]
，得到N= 16,即相位累加器字長為16。
[0042]
考慮所設(shè)置載波頻率值的范圍為 100Hz-200KHz，則頻率控制字取值范圍為10$K< 20000。
[0043] 假設(shè)所確定新的FSK載波頻率分別為傳號頻率為30. 6KHz，空號頻率為37. 4KHz， 則產(chǎn)生相應(yīng)頻率的頻率控制字分別為：K。為3060,K3740。
[0044] 同時需改變水下移動通信終端和中繼平臺的解調(diào)器的相應(yīng)參數(shù)。解調(diào)器的原理框 圖如圖4。接收到的FSK信號經(jīng)水聲換能器將聲信號轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)接收電路處理后進行 數(shù)字波形采集，即A/D轉(zhuǎn)換，然后由數(shù)字信號處理器進行信號處理。信號處理由軟件完成， 對于接收到的FSK信號載頻更改為新頻率的情況，需要改變相應(yīng)信號處理模塊的參數(shù)，如 濾波器的系數(shù)等參數(shù)。
[0045] 以上說明書中描述的只是本實用新型的【具體實施方式】，各種舉例說明不對本實用 新型的實質(zhì)內(nèi)容構(gòu)成限制，所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀了說明書后可以對以前所 述的【具體實施方式】做修改或變形，而不背離實用新型的實質(zhì)和范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種載波頻率自適應(yīng)水下通信裝置，其特征在于：包括水下移動通信終端、中繼平 臺以及陸地通信裝置；所述的水下移動通信終端與中繼平臺通過水聲信道進行通信；中繼 平臺獲得的數(shù)據(jù)再通過有線信道或無線信道與陸地通信裝置進行通信，將采集的信息送給 陸地通信裝置進行存儲及分析；所述的水下移動通信終端包括測量模塊、控制模塊、編碼解 碼模塊、調(diào)制器、解調(diào)器以及水聲換能器；所述的測量模塊的輸出端連接控制模塊，控制模 塊的輸出端連接編碼解碼模塊；所述的編碼解碼模塊的輸出端連接調(diào)制器的輸入端；調(diào)制 器的輸出端連接水聲換能器；所述的解調(diào)器的輸入端與水聲換能器的輸出端相連接；解調(diào) 器的輸出端連接編碼解碼模塊；所述的控制模塊的輸出端還分別連接調(diào)制器的輸入端以及 解調(diào)器的輸入端。2. 如權(quán)利要求1所述的一種載波頻率自適應(yīng)水下通信裝置，其特征在于：所述的調(diào)制 器包括頻率控制字寄存器組、二選一數(shù)據(jù)選擇器、相位累加器、正弦ROM查找表、D/A轉(zhuǎn)換器 以及低通濾波器；單片機向所述的頻率控制字寄存器組寫入與FSK載波頻率所對應(yīng)的的頻 率控制字；基帶信號控制所述的二選一數(shù)據(jù)選擇器輸出相應(yīng)的載波頻率控制字信號到相位 累加器的輸入端；所述的D/A轉(zhuǎn)換器輸出經(jīng)低通濾波器得到相應(yīng)的FSK信號。3. 如權(quán)利要求1所述的一種載波頻率自適應(yīng)水下通信裝置，其特征在于：所述的解調(diào) 器包括依次連接的水聲換能器聲信號接收裝置、接收電路、數(shù)字波形采集裝置以及信號處 理裝置；所述的水聲換能器聲信號接收裝置將接收到的FSK信號經(jīng)水聲換能器將聲信號轉(zhuǎn) 換為電信號，經(jīng)接收電路處理后輸入數(shù)字波形采集裝置進行數(shù)字波形采集，然后由所述的 信號處理器進行信號處理。
【專利摘要】本實用新型涉及一種載波頻率自適應(yīng)水下通信裝置，利用水下移動通信終端與中繼平臺通過水聲信道進行通信；中繼平臺獲得的數(shù)據(jù)再通過有線信道或無線信道與陸地通信裝置進行通信，將采集的信息送給陸地通信裝置進行存儲及分析。本實用新型使得載波頻率值可配置，可根據(jù)信道的具體情況進行調(diào)整，以適應(yīng)信道的特性；并且本實用新型性能穩(wěn)定、精度高、頻率轉(zhuǎn)換速度快、頻率改變時相位輸出連續(xù)、抗干擾能力強。
【IPC分類】H04B13/02
【公開號】CN204967830
【申請?zhí)枴緾N201520769093
【發(fā)明人】陶國正, 喬宏哲, 劉翠梅
【申請人】常州機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年9月30日