專利名稱：一種蛙人用便攜式水聲通信設(shè)備與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于便攜式通信聲納設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種利用混沌調(diào)頻調(diào)相序列進(jìn)行 分組M元擴(kuò)頻多用戶通信的通信調(diào)制與解調(diào)方法的聲納設(shè)備與方法。本發(fā)明主要用于水下 潛 水作業(yè)蛙人的中近程實時通信中。
背景技術(shù)：
蛙人在進(jìn)行潛水作業(yè)時，常用的通信方式主要有兩種一種是手語，但是這種方式 由于水下可視范圍小，通信的距離有限；另一種是有線方式，而因為線纜的限制，一方面通 信距離有限，另一方面也會影響蛙人作業(yè)。因此，蛙人需要一種無線通信方式，來滿足水下 通信的問題。因為聲波是水下唯一能夠遠(yuǎn)程傳播的媒介，所以通信聲納是解決蛙人通信問 題的一種有效方式。然而普通通信聲納由于尺寸較大，并不適于蛙人攜帶。而一些美國專 利(Ear I Kent Hunter，etc.，Diver communication system, P3789353 ；Ivan Gardos, etc. ， Integrated diver face mask and ultrasound underwater voice communication apparatus,P5136555)采用的超聲波單邊帶通信方式，其通信距離與通信帶寬均有限，且無 法滿足多用戶同時通信的要求。本發(fā)明利用混沌調(diào)頻調(diào)相序列進(jìn)行分組M元擴(kuò)頻多用戶通 信，所設(shè)計的便攜式水聲通信聲納設(shè)備，不僅能夠滿足蛙人與水面基地、蛙人與蛙人之間實 時通信的要求，而且能夠滿足多用戶同時通信的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種蛙人用便攜式水聲通信設(shè)備與方法，利用混 沌調(diào)頻調(diào)相序列進(jìn)行分組M元擴(kuò)頻多用戶通信，來滿足水下蛙人中近程實時通信的便攜式 通信聲納設(shè)備與方法。本發(fā)明通過雙脈沖檢測、用戶標(biāo)識與同步方法和基于混沌調(diào)頻調(diào)相 序列的分組M元擴(kuò)頻調(diào)制與多用戶檢測解調(diào)方法，來完成蛙人之間和蛙人與水面基地之間 的中近程雙向半雙工實時語音與報文通信。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案一種蛙人用便攜式水聲通信 設(shè)備，包括數(shù)據(jù)輸入裝置、通信發(fā)射裝置、通信接收裝置、數(shù)據(jù)輸出裝置及與各裝置相連接 的電源與接口裝置，其中所述數(shù)據(jù)輸入裝置采集語音信號，語音信號經(jīng)壓縮編碼后發(fā)送至 通信發(fā)射裝置，通信發(fā)射裝置將接受到的信號轉(zhuǎn)換成聲信號發(fā)送到水聲信道中，水聲信道 中的聲信號被通信接受裝置采集后，轉(zhuǎn)化成電信號發(fā)送至數(shù)據(jù)輸出裝置，數(shù)據(jù)輸出裝置將 電信號轉(zhuǎn)化處理后通過耳機(jī)播放。作為本發(fā)明所述蛙人用便攜式水聲通信設(shè)備的一種優(yōu)選方案，其中所述數(shù)據(jù)輸入裝置包括麥克風(fēng)，音頻編碼器與控制模塊，所述音頻編碼器將麥克 風(fēng)采集的語音信號進(jìn)行實時無損語音壓縮編碼，并發(fā)送至通信發(fā)射裝置，所述控制模塊通 過旋鈕設(shè)置指令控制通信發(fā)射裝置；所述通信發(fā)射裝置包括參數(shù)選擇器，用戶映射器，數(shù)據(jù)編碼器，數(shù)據(jù)分組器，混 沌序列發(fā)生器，混沌映射器，混沌調(diào)制器，同步脈沖發(fā)生器，波形發(fā)生器，發(fā)射轉(zhuǎn)換與控制模塊，匹配網(wǎng)絡(luò)與功率放大器以及收發(fā)共置換能器；其中，所述參數(shù)選擇器根據(jù)控制模塊提供 的指令，選擇與發(fā)射信息類別相匹配的頻段和數(shù)據(jù)率，分別提供給用戶映射器和數(shù)據(jù)編碼 器；所述用戶映射器根據(jù)參數(shù)選擇器提供的參數(shù)選擇與用戶相匹配的混沌參數(shù)發(fā)送給混沌 映射器以及混沌序列發(fā)生器；所述數(shù)據(jù)編碼器根據(jù)參數(shù)選擇器提供的參數(shù)對控制模塊提供 的消息指令或者音頻編碼器提供的語音數(shù)據(jù)進(jìn)行信源編碼與信道編碼；所述數(shù)據(jù)分組器將 數(shù)據(jù)編碼器發(fā)送的數(shù)據(jù)流進(jìn)行分組，并發(fā)送至混沌調(diào)制器；所述混沌序列發(fā)生器根據(jù)用戶 映射器提供的參數(shù)通過混沌映射方程產(chǎn)生由不同初始值確定的混沌序列，并發(fā)送至混沌映 射器和同步脈沖發(fā)生器；所述混沌映射器根據(jù)用戶映射器所提供的參數(shù)對混沌序列發(fā)生 器所產(chǎn)生的混沌序列進(jìn)行映射生成相互正交的混沌調(diào)頻值序列映射分組和混沌調(diào)相值序 列映射分組，并將這些分組發(fā)送至混沌調(diào)制器；所述混沌調(diào)制器根據(jù)混沌映射器提供的混 沌調(diào)頻值序列映射分組和混沌調(diào)相值序列映射分組，進(jìn)行分組M元混沌擴(kuò)頻調(diào)制，將數(shù)據(jù) 分組器提供的數(shù)據(jù)分組調(diào)制 成發(fā)射數(shù)據(jù)塊，并發(fā)送至波形發(fā)生器；同步脈沖發(fā)生器根據(jù)混 沌序列發(fā)生器提供的用戶同步混沌序列，生成由線性調(diào)頻脈沖與混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖組成同 步雙脈沖，并發(fā)送至波形發(fā)生器；波形發(fā)生器將混沌調(diào)制器提供的發(fā)射數(shù)據(jù)塊和同步脈沖 發(fā)生器提供的同步雙脈沖進(jìn)行組合生成最終的通信發(fā)射信號，并發(fā)送給發(fā)射轉(zhuǎn)換與控制模 塊；所述發(fā)射轉(zhuǎn)換與控制模塊將通信發(fā)射信號進(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換以及發(fā)射調(diào)理，并將模擬發(fā) 射信號與發(fā)射參數(shù)送至匹配網(wǎng)絡(luò)與功率放大器；所述匹配網(wǎng)絡(luò)與功率放大器由發(fā)射轉(zhuǎn)換與 控制模塊驅(qū)動進(jìn)行模擬發(fā)射信號的功率放大和匹配；所述收發(fā)共置換能器位于圓柱狀細(xì)長 水密罐上部，在匹配網(wǎng)絡(luò)與功率放大器的驅(qū)動下，將模擬發(fā)射信號轉(zhuǎn)換成聲信號發(fā)送到水 聲信道中；所述通信接收裝置包括收發(fā)共置換能器，前置濾波與放大器，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，同步 檢測器，同步脈沖發(fā)生器，混沌序列發(fā)生器，副本生成器，信道均衡器，混沌解調(diào)器，數(shù)據(jù)解 碼器；其中，所述收發(fā)共置換能器負(fù)責(zé)采集水聲數(shù)據(jù)，進(jìn)行聲電轉(zhuǎn)換發(fā)送至前置濾波與放大 器；所述前置濾波與放大器對模擬接收信號進(jìn)行濾波與放大，送至模/數(shù)轉(zhuǎn)換器；所述模/ 數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬接收信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，發(fā)送至同步檢測器；所述混沌序列發(fā)生器通過 混沌映射方程產(chǎn)生信道內(nèi)所有用戶可能使用的混沌序列，并發(fā)送至副本生成器和同步脈沖 發(fā)生器；所述同步脈沖發(fā)生器根據(jù)混沌序列發(fā)生器提供的多用戶同步混沌序列，生成由線 性調(diào)頻脈沖與混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖組成多用戶同步雙脈沖副本，并發(fā)送至同步檢測器；所述 同步檢測器根據(jù)同步脈沖發(fā)生器提供的多用戶同步雙脈沖副本進(jìn)行通信信號檢測，如果檢 測到通信信號則進(jìn)行同步后將數(shù)據(jù)發(fā)送至信道均衡器，并將對應(yīng)用戶標(biāo)識發(fā)送至副本生成 器；所述信道均衡器對通信信號進(jìn)行信道均衡，后送至混沌解調(diào)器；所述副本生成器根據(jù) 混沌序列發(fā)生器提供的混沌序列和同步檢測器提供的用戶標(biāo)識，生成對應(yīng)多用戶分組M元 擴(kuò)頻副本集合，送至混沌解調(diào)器；所述混沌解調(diào)器根據(jù)信道均衡器提供的數(shù)據(jù)與副本生成 器提供的多用戶分組M元擴(kuò)頻副本集合，進(jìn)行混沌擴(kuò)頻序列的相關(guān)解調(diào)，生成解調(diào)數(shù)據(jù)并 發(fā)送至數(shù)據(jù)解碼器；所述數(shù)據(jù)解碼器將解調(diào)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼生成接收信息，發(fā)送至數(shù)據(jù)輸出 裝置；所述數(shù)據(jù)輸出裝置包括用戶判別器，消息映射器，音頻編碼器與耳機(jī)，所述用戶判 別器判別通信接收裝置獲得的數(shù)據(jù)，將語音數(shù)據(jù)發(fā)送給音頻編碼器，將消息數(shù)據(jù)發(fā)送給消 息映射器；所述消息映射器將報文數(shù)據(jù)內(nèi)容映射成預(yù)置語音數(shù)據(jù)流發(fā)送至耳機(jī)播放；所述音頻解碼器將語音數(shù)據(jù)進(jìn)行實時無損語音壓縮解碼，并將解碼語音數(shù)據(jù)流發(fā)送至耳機(jī)播 放作為本發(fā)明所述蛙人用便攜式水聲通信設(shè)備的一種優(yōu)選方案，其中所述通信發(fā) 射裝置與通信接收裝置共用混沌序列發(fā)生器，同步脈沖發(fā)生器以及收發(fā)共置換能器。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了一種蛙人用便攜式水聲通信方法，包括數(shù) 據(jù)輸入步驟、通信發(fā)射步驟、通信接收步驟和數(shù)據(jù)輸出步驟，其中，所述通信發(fā)射步驟具體 包括如下步驟步驟1根據(jù)數(shù)據(jù)輸入裝置獲得的用戶信息，確定發(fā)射的各項參數(shù)和數(shù)據(jù)；步驟2將待發(fā)送的通信編碼數(shù)據(jù)分成K個碼元一組的數(shù)據(jù)塊；步驟3按照混沌映射關(guān)系得到混沌序列，形成混沌調(diào)頻值序列映射分組和混沌調(diào) 相值序列映射分組，并根據(jù)數(shù)據(jù)塊所含信息從分組中選擇相應(yīng)的混沌調(diào)頻值序列和混沌調(diào) 相值序列組合；步驟4通過混沌調(diào)頻值序列和混沌調(diào)相值序列組合生成混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號 集合，將所述混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號集合中所有混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號疊加成一組并發(fā)混 沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號，P組并發(fā)混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號組成一個混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻序列；步驟5根據(jù)用戶信息生成同步雙脈沖，并同混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻序列進(jìn)行組合，最 后進(jìn)行發(fā)射；所述通信接收步驟具體包括如下步驟步驟6對接收到的數(shù)據(jù)，通過多用戶同步雙脈沖副本，進(jìn)行雙脈沖用戶檢測與粗 同步；步驟7再對檢測到的用戶接收數(shù)據(jù)進(jìn)行信道均衡與細(xì)同步；步驟8然后通過與多用戶分組M元擴(kuò)頻副本集合進(jìn)行副本相關(guān)，檢測與判決，并根 據(jù)混沌映射關(guān)系恢復(fù)編碼信息；步驟9對編碼信息進(jìn)行解碼，由數(shù)據(jù)輸出裝置將解碼信息轉(zhuǎn)換后播放。作為本發(fā)明所述蛙人用便攜式水聲通信方法的一種優(yōu)選方案，其中步驟1中所述 發(fā)射的各項參數(shù)蛙人與水面基地發(fā)射頻段10kHz 15kHz，蛙人與蛙人之間發(fā)射頻段 15kHz 25kHz、傳輸數(shù)據(jù)率20bps 8kbps、用戶標(biāo)識1 255 ；其中步驟2中所述待發(fā)送 的通信編碼數(shù)據(jù)是由原始通信數(shù)據(jù)經(jīng)信源編碼和信道編碼后得到；所述信源編碼采用霍夫 曼編碼；所述信道編碼采用卷積碼或turbo碼；且通信編碼數(shù)據(jù)是二進(jìn)制數(shù)據(jù)；所述K的取 值為256 8912。作為本發(fā)明所述蛙人用便攜式水聲通信方法的一種優(yōu)選方案，其中步驟3中所述 混沌映射關(guān)系如下，根據(jù)一個或兩個混沌映射模型，由不同初始值生成相互正交的M組混 沌序列并從中提取r個進(jìn)行組合，即組合數(shù)滿足K = InC；，使混沌序列組合與數(shù)據(jù)塊所含 信息一一對應(yīng)，形成數(shù)據(jù)塊所含信息映射到混沌序列組合的混沌映射關(guān)系，r值常規(guī)取值為 1 128 ；所述混沌調(diào)頻值和混沌調(diào)相值是根據(jù)一個混沌一維模型獲得的混沌序列直接映 射成調(diào)頻值和調(diào)相值；所述數(shù)據(jù)塊所含信息是指對應(yīng)K個碼元的二進(jìn)制數(shù)值，其與CL個混 沌調(diào)頻值序列和混沌調(diào)相值序列組合一一對應(yīng)；其中所述步驟4中生成并發(fā)混沌調(diào)頻調(diào)相 擴(kuò)頻信號的方法如下每組混沌調(diào)頻值序列和混沌調(diào)相值序列組合，包含r個混沌調(diào)頻值 序列和混沌調(diào)相值序列對，可以調(diào)制得到r個混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號；r個混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號相互疊加可以構(gòu)成一組并發(fā)混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號；P組并發(fā)混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信 號順序排列，可以組成一個混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻序列，即一個混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻序列包含K*p 個二進(jìn)制碼元，所述P取值范圍1 1000。作為本發(fā)明 所述蛙人用便攜式水聲通信方法的另一種優(yōu)選方案，其中步驟5中所 述同步雙脈沖是由線性調(diào)頻脈沖與混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖兩個脈沖組成；線性調(diào)頻脈沖形式是 唯一的，每個設(shè)備均相同；混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖對應(yīng)的混沌調(diào)頻值與調(diào)相值序列由設(shè)備確定， 一個設(shè)備對應(yīng)一組唯一的混沌調(diào)頻值與調(diào)相值序列，是與其它混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號相互 正交的信號；同步雙脈沖與混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻序列組合時，相互之間存在一個固定間隔Τ， 以避免信道擴(kuò)展導(dǎo)致的信號串?dāng)_。作為本發(fā)明所述蛙人用便攜式水聲通信方法的另一種優(yōu)選方案，其中所述步驟6 中雙脈沖用戶檢測與粗同步方法如下首先通過線性調(diào)頻脈沖副本，對接收數(shù)據(jù)進(jìn)行副本 相關(guān)檢測；如果通過峰值檢測發(fā)現(xiàn)存在通信信號，再通過混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖副本進(jìn)行副本 相關(guān)檢測；由于混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖之間都是相互正交的，通過雙脈沖檢測所檢出用戶數(shù)可 以是多個；根據(jù)步驟5中由于信號發(fā)射時同步雙脈沖與混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻序列之間存在固 定間隔Τ，通過混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖副本相關(guān)所檢出的相關(guān)峰值可以進(jìn)行粗同步，標(biāo)示混沌調(diào) 頻調(diào)相擴(kuò)頻序列初始位置；由于混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖之間都是相互正交的，因此不同檢出用 戶相關(guān)峰值可以標(biāo)示不同用戶的混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻序列初始位置。作為本發(fā)明所述蛙人用便攜式水聲通信方法的一種優(yōu)選方案，其中步驟7中所述 信道均衡方法采用RLS均衡或turbo均衡；所述步驟9中，所述信道譯碼方法采用Turbo算 法或Viterbi算法。作為本發(fā)明所述蛙人用便攜式水聲通信方法的一種優(yōu)選方案，所述步驟8中，所 述多用戶分組M元擴(kuò)頻副本集合是根據(jù)步驟6中所檢測到的用戶標(biāo)識和步驟3和4的相應(yīng) 過程生成的；對應(yīng)檢出用戶數(shù)為W，則產(chǎn)生W*M組混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻副本信號；各組混沌調(diào) 頻調(diào)相擴(kuò)頻副本信號分別與接收數(shù)據(jù)進(jìn)行副本相關(guān)后，通過最大似然方法檢測峰值，并根 據(jù)檢測出的峰值按照步驟3中得到的混沌映射關(guān)系恢復(fù)編碼信息，其中W取值1 255，M 取值256 65536。上述技術(shù)方案中，所述步驟1中，所述數(shù)據(jù)輸入裝置是指麥克風(fēng)，音頻編碼器與控 制模塊。所述用戶信息是指由麥克風(fēng)與音頻編碼器獲得的用戶語音數(shù)據(jù)，以及用戶通過控 制模塊設(shè)置的指令。上述技術(shù)方案中，所述步驟2中，所述待發(fā)送的通信編碼數(shù)據(jù)是由原始通信數(shù)據(jù) 經(jīng)信源編碼和信道編碼后得到。所述信源編碼采用霍夫曼編碼，用于去除冗余信息；所述信 道編碼采用卷積碼或turbo碼，用于減少系統(tǒng)誤碼率。且通信編碼數(shù)據(jù)是二進(jìn)制數(shù)據(jù)。所 述K的取值為256 8912，具體的取值取決于所采用的混沌映射模型和碼間串?dāng)_水平。上述技術(shù)方案中，所述步驟3中，所述混沌映射關(guān)系如下根據(jù)一個或兩個混沌映 射模型(如Quadratic映射、Chebyshev映射、Second-Order映射)，由不同初始值生成相互 正交的M組混沌序列并從中提取r個進(jìn)行組合，即組合數(shù)滿足K = InQ，使混沌序列組合與 數(shù)據(jù)塊所含信息一一對應(yīng)，形成數(shù)據(jù)塊所含信息映射到混沌序列組合的混沌映射關(guān)系，r值 常規(guī)取值為1 128。所述混沌調(diào)頻值和混沌調(diào)相值是根據(jù)一個混沌一維模型獲得的混沌 序列直接映射成調(diào)頻值和調(diào)相值。所述數(shù)據(jù)塊所含信息是指對應(yīng)K個碼元的二進(jìn)制數(shù)值，其與個混沌調(diào)頻值序列和混沌調(diào)相值序列組合一一對應(yīng)。上述技術(shù)方案中，所述步驟4中，生成并發(fā)混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號的方法如下每 組混沌調(diào)頻值序列和混沌調(diào)相值序列組合，包含r個混沌調(diào)頻值序列和混沌調(diào)相值序列 對，可以調(diào)制得到r個混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號；r個混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號相互疊加可以構(gòu) 成一組并發(fā)混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號。P組并發(fā)混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號順序排列，可以組成一 個混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻序列，即一個混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻序列包含K*P個二進(jìn)制碼元。上述技術(shù)方案中，所述步驟5中，所述同步雙脈沖是由線性調(diào)頻脈沖與混沌調(diào)頻 調(diào)相脈沖兩個脈沖組成，線性調(diào)頻脈沖主要用于信號檢測，混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖主要用于標(biāo) 識發(fā)射用戶和粗同步。線性調(diào) 頻脈沖形式是唯一的，每個設(shè)備均相同。混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖 對應(yīng)的混沌調(diào)頻值與調(diào)相值序列由設(shè)備確定，一個設(shè)備對應(yīng)一組唯一的混沌調(diào)頻值與調(diào)相 值序列，是與其它混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號相互正交的信號。同步雙脈沖與混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò) 頻序列組合時，相互之間存在一個固定間隔Τ，如圖3所示，以避免信道擴(kuò)展導(dǎo)致的信號串 擾。上述技術(shù)方案中，所述步驟6中，雙脈沖用戶檢測與粗同步方法如下首先通過線 性調(diào)頻脈沖副本，對接收數(shù)據(jù)進(jìn)行副本相關(guān)檢測；如果通過峰值檢測發(fā)現(xiàn)存在通信信號，再 通過混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖副本進(jìn)行副本相關(guān)檢測。對應(yīng)可能存在的Q個用戶，生成Q個對應(yīng) 的混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖副本，進(jìn)行Q次副本相關(guān)，所得峰值進(jìn)行閾值檢測，檢測出對應(yīng)用戶標(biāo) 識。由于混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖之間都是相互正交的，通過雙脈沖檢測所檢出用戶數(shù)可以是多 個。根據(jù)步驟5由于信號發(fā)射時同步雙脈沖與混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻序列之間存在固定間隔Τ， 通過混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖副本相關(guān)所檢出的相關(guān)峰值可以進(jìn)行粗同步，標(biāo)示混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò) 頻序列初始位置。由于混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖之間都是相互正交的，因此不同檢出用戶相關(guān)峰 值可以標(biāo)示不同用戶的混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻序列初始位置。上述技術(shù)方案中，所述步驟7中，所述信道均衡方法采用RLS均衡或turbo均衡， 用以減小或去除水聲信道影響。上述技術(shù)方案中，所述步驟8中，所述多用戶分組M元擴(kuò)頻副本集合是根據(jù)步驟6 中所檢測到的用戶標(biāo)識和步驟3和4的相應(yīng)過程生成的。對應(yīng)檢出用戶數(shù)為W，則產(chǎn)生W*M 組混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻副本信號。各組混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻副本信號分別與接收數(shù)據(jù)進(jìn)行副本 相關(guān)后，通過最大似然方法檢測峰值，并根據(jù)檢測出的峰值按照步驟3中得到的混沌映射 關(guān)系恢復(fù)編碼信息。上述技術(shù)方案中，所述步驟9中，所述信道譯碼方法采用Turbo算法或Viterbi算 法。所述數(shù)據(jù)輸入裝置包括用戶判別器，消息映射器，音頻編碼器與耳機(jī)，通過用戶判別器、 消息映射器和音頻編碼器將接收的報文和語音信息均轉(zhuǎn)換成語音數(shù)據(jù)流，由耳機(jī)播放。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點1、本發(fā)明利用由線性調(diào)頻脈沖與混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖組成的同步雙脈沖，可以同時 解決多用戶水下通信的信號檢測、用戶標(biāo)識與粗同步問題，利用雙脈沖組合既保證了信號 檢測的實時性，又保證了多用戶標(biāo)識與同步的準(zhǔn)確性2、本發(fā)明利用混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號進(jìn)行多用戶分組M元擴(kuò)頻通信，因為各混沌 調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號之間相互正交且可并發(fā)信號數(shù)目多，可以有效地減少多用戶通信時同時 解調(diào)的互干擾影響，可以有效地提高多用戶水聲通信的通信效率與性能。
3、本發(fā)明的設(shè)備可以與現(xiàn)有蛙人裝備相結(jié)合，便于蛙人攜帶。4、本發(fā)明的設(shè)備也適于水下無人潛器編隊使用。5、本發(fā)明的部分技術(shù)不僅適用于水聲通信中，還適用于無線電通信和光纖通信 中。


圖1表示蛙人用便攜式水聲通信設(shè)備示意圖。圖2表示蛙人用便攜式水聲通信系統(tǒng)框圖。圖3表示蛙人用便攜式水聲通信系統(tǒng)發(fā)射脈沖示意圖。圖4表示Quadratic映射所產(chǎn)生的混沌調(diào)頻序列時序圖。圖5表示Quadratic映射所產(chǎn)生的混沌調(diào)頻序列自相關(guān)圖。圖6表示Quadratic映射所產(chǎn)生的混沌調(diào)頻序列互相關(guān)圖。圖7表示一維混沌序列直接映射示意圖。圖8表示雙脈沖用戶檢測與粗同步方法的流程框圖。圖9表示多用戶分組M元擴(kuò)頻解調(diào)方法的流程框圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖與具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步地描述。其中圖1中包括了蛙人面 罩1、麥克風(fēng)2、耳機(jī)3、線纜4、數(shù)據(jù)接口模塊5、圓柱狀細(xì)長水密罐6、收發(fā)共置換能器7、電 池與電源管理模塊8、電子段9、蛙人腰帶10、控制模塊11。實施例1本實施例提供的水下中近程實時通信的蛙人用便攜式水聲通信設(shè)備如圖1所示， 設(shè)備主體由圓柱狀細(xì)長水密罐6，蛙人面罩1與蛙人腰帶10三部分組成。按功能劃分可以 分成數(shù)據(jù)輸出裝置、數(shù)據(jù)輸入裝置、通信發(fā)射裝置、通信接收裝置、電源與接口裝置五個部 分。其中，前四個部分的功能框圖如圖2所示。本實施例將描述蛙人通過本發(fā)明設(shè)備與水 面基地進(jìn)行報文通信的過程。所述數(shù)據(jù)輸入裝置包括麥克風(fēng)，音頻編碼器與控制模塊。所述麥克風(fēng)安裝于蛙人 面罩下部如圖1所示，采集蛙人語音數(shù)據(jù)；所述音頻編碼器在圓柱狀細(xì)長水密罐內(nèi)部，將麥 克風(fēng)采集的進(jìn)行實時無損語音壓縮編碼，并發(fā)送至通信發(fā)射裝置；所述控制模塊安裝于蛙 人腰帶上，通過旋鈕設(shè)置指令控制通信發(fā)射設(shè)備。所述通信發(fā)射裝置包括參數(shù)選擇器，用戶映射器，數(shù)據(jù)編碼器，數(shù)據(jù)分組器，混 沌序列發(fā)生器，混沌映射器，混沌調(diào)制器，同步脈沖發(fā)生器，波形發(fā)生器，發(fā)射轉(zhuǎn)換與控制模 塊，匹配網(wǎng)絡(luò)與功率放大器以及收發(fā)共置換能器。其中混沌序列發(fā)生器，同步脈沖發(fā)生器以 及收發(fā)共置換能器與通信接收裝置共用。除收發(fā)共置換能器外，其它模塊均在圓柱狀細(xì)長 水密罐內(nèi)部。所述參數(shù)選擇器根據(jù)控制模塊提供的指令，選擇與發(fā)射信息類別相匹配的頻段和 數(shù)據(jù)率，分別提供給用戶映射器和數(shù)據(jù)編碼器。所述用戶映射器根據(jù)參數(shù)選擇器提供的參 數(shù)選擇與用戶相匹配的混沌參數(shù)發(fā)送給混沌映射器以及混沌序列發(fā)生器。所述數(shù)據(jù)編碼器 根據(jù)參數(shù)選擇器提供的參數(shù)對控制模塊提供的消息指令或者音頻編碼器提供的語音數(shù)據(jù)進(jìn)行信源編碼與信道編碼。所述數(shù)據(jù)分組器將數(shù)據(jù)編碼器發(fā)送的數(shù)據(jù)流進(jìn)行分組，并發(fā)送 至混沌調(diào)制器。所述混沌序列發(fā)生器根據(jù)用戶映射器提供的參數(shù)通過混沌映射方程產(chǎn)生 由不同初始值確定的混沌序列，并發(fā)送至混沌映射器和同步脈沖發(fā)生器。所述混沌映射器 根據(jù)用戶映射器所提供的參數(shù)對混沌序列發(fā)生器所產(chǎn)生的混沌序列進(jìn)行映射生成相互正 交的混沌調(diào)頻值序列映射分組和混沌調(diào)相值序列映射分組，并將這些分組發(fā)送至混沌調(diào)制 器。所述混沌調(diào)制器根據(jù)混沌映射器提供的混沌調(diào)頻值序列映射分組和混沌調(diào)相值序列映 射分組，進(jìn)行分組M元混沌擴(kuò)頻調(diào)制，將數(shù)據(jù)分組器提供的數(shù)據(jù)分組調(diào)制成發(fā)射數(shù)據(jù)塊，并 發(fā)送至波形發(fā)生器。同步脈沖發(fā)生器根據(jù)混沌序列發(fā)生器提供的用戶同步混沌序列，生成 由線性調(diào)頻脈沖與混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖組成同步雙脈沖，并發(fā)送至波形發(fā)生器。波形發(fā)生器 將混沌調(diào)制器 提供的發(fā)射數(shù)據(jù)塊和同步脈沖發(fā)生器提供的同步雙脈沖進(jìn)行組合生成最終 的通信發(fā)射信號，并發(fā)送給發(fā)射轉(zhuǎn)換與控制模塊。所述發(fā)射轉(zhuǎn)換與控制模塊將通信發(fā)射信 號進(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換以及發(fā)射調(diào)理，并將模擬發(fā)射信號與發(fā)射參數(shù)送至匹配網(wǎng)絡(luò)與功率放大 器。所述匹配網(wǎng)絡(luò)與功率放大器由發(fā)射轉(zhuǎn)換與控制模塊驅(qū)動進(jìn)行模擬發(fā)射信號的功率放大 和匹配。所述收發(fā)共置換能器位于圓柱狀細(xì)長水密罐上部，在匹配網(wǎng)絡(luò)與功率放大器的驅(qū) 動下，將模擬發(fā)射電信號轉(zhuǎn)換成聲信號發(fā)送到水聲信道中。所述通信接收裝置包括收發(fā)共置換能器，前置濾波與放大器，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，同 步檢測器，同步脈沖發(fā)生器，混沌序列發(fā)生器，副本生成器，信道均衡器，混沌解調(diào)器，數(shù)據(jù) 解碼器。其中混沌序列發(fā)生器，同步脈沖發(fā)生器以及收發(fā)共置換能器與通信發(fā)射裝置共用。 除收發(fā)共置換能器外，其它模塊均在圓柱狀細(xì)長水密罐內(nèi)部。所述收發(fā)共置換能器位于圓柱狀細(xì)長水密罐上部，負(fù)責(zé)采集水聲數(shù)據(jù)，進(jìn)行聲電 轉(zhuǎn)換發(fā)送至前置濾波與放大器。所述前置濾波與放大器對模擬接收信號進(jìn)行濾波與放大， 送至模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬接收信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，發(fā)送至同步檢測 器。所述混沌序列發(fā)生器通過混沌映射方程產(chǎn)生信道內(nèi)所有用戶可能使用的混沌序列，并 發(fā)送至副本生成器和同步脈沖發(fā)生器。所述同步脈沖發(fā)生器根據(jù)混沌序列發(fā)生器提供的 多用戶同步混沌序列，生成由線性調(diào)頻脈沖與混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖組成多用戶同步雙脈沖副 本，并發(fā)送至同步檢測器。所述同步檢測器根據(jù)同步脈沖發(fā)生器提供的多用戶同步雙脈沖 副本進(jìn)行通信信號檢測，如果檢測到通信信號則進(jìn)行同步后將數(shù)據(jù)發(fā)送至信道均衡器，并 將對應(yīng)用戶標(biāo)識發(fā)送至副本生成器。所述信道均衡器對通信信號進(jìn)行信道均衡，后送至混 沌解調(diào)器。所述副本生成器根據(jù)混沌序列發(fā)生器提供的混沌序列和同步檢測器提供的用戶 標(biāo)識，生成對應(yīng)多用戶分組M元擴(kuò)頻副本集合，送至混沌解調(diào)器。所述混沌解調(diào)器根據(jù)信道 均衡器提供的數(shù)據(jù)與副本生成器提供的多用戶分組M元擴(kuò)頻副本集合，進(jìn)行混沌擴(kuò)頻序列 的相關(guān)解調(diào)，生成解調(diào)數(shù)據(jù)并發(fā)送至數(shù)據(jù)解碼器。所述數(shù)據(jù)解碼器將解調(diào)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼生 成接收信息，發(fā)送至數(shù)據(jù)輸出裝置。所述數(shù)據(jù)輸出裝置包括用戶判別器，消息映射器，音頻編碼器與耳機(jī)。所述用戶 判別器判別通信接收裝置獲得的數(shù)據(jù)，將語音數(shù)據(jù)發(fā)送給音頻編碼器，將消息數(shù)據(jù)發(fā)送給 消息映射器；所述消息映射器將報文數(shù)據(jù)內(nèi)容映射成預(yù)置語音數(shù)據(jù)流發(fā)送至耳機(jī)播放所 述音頻解碼器將語音數(shù)據(jù)進(jìn)行實時無損語音壓縮解碼，并將解碼語音數(shù)據(jù)流發(fā)送至耳機(jī)播 放；所述耳機(jī)安裝于蛙人面罩兩側(cè)如圖1所示，播放裝置接收到的信息。除收耳機(jī)外，其它 模塊均在圓柱狀細(xì)長水密罐內(nèi)部。
所述電源與接口裝置包括電池與電源管理模塊，數(shù)據(jù)接口模塊。所述電池與電源 管理模塊，在圓柱狀細(xì)長水密罐內(nèi)部，負(fù)責(zé)整個設(shè)備的供電。所述數(shù)據(jù)接口模塊，位于圓柱 狀細(xì)長水密罐兩端，通過位于兩端蓋上的水密接插件，使位于水密罐外部的收發(fā)共置換能 器、耳機(jī)、麥克風(fēng)、控制模塊連接至水密罐內(nèi)部。本實施例提供的蛙人用便攜式水聲通信方法，包括數(shù)據(jù)輸入過程、通信發(fā)射過程 和通信接收過程、數(shù)據(jù)輸出過程，其中所述通信發(fā)射過程包括如下步驟1)根據(jù)由控制模塊獲得的用戶信息，確定發(fā)射的各項參數(shù)；
2)將待發(fā)送的通信編碼數(shù)據(jù)分成K個碼元一組的數(shù)據(jù)塊；3)按照一定的混沌映射關(guān)系得到混沌序列，形成混沌調(diào)頻值序列映射分組和混沌 調(diào)相值序列映射分組，并根據(jù)數(shù)據(jù)塊所含信息從分組中選擇相應(yīng)的混沌調(diào)頻值序列和混沌 調(diào)相值序列組合；4)通過混沌調(diào)頻值序列和混沌調(diào)相值序列組合生成混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號集合， 將所述混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號集合中所有混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號疊加成一組并發(fā)混沌調(diào) 頻調(diào)相擴(kuò)頻信號，P組并發(fā)混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號組成一個混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻序列；5)根據(jù)用戶信息生成同步雙脈沖，并同混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻序列進(jìn)行組合，最后進(jìn) 行發(fā)射；所述通信接收過程包括如下步驟6)對接收到的數(shù)據(jù)，通過多用戶同步雙脈沖副本，進(jìn)行雙脈沖用戶檢測與粗同
止
少；7)再對檢測到的用戶接收數(shù)據(jù)進(jìn)行信道均衡與細(xì)同步；8)然后通過與多用戶分組M元擴(kuò)頻副本集合進(jìn)行副本相關(guān)，檢測與判決，并根據(jù) 混沌映射關(guān)系恢復(fù)編碼信息；9)對編碼信息進(jìn)行解碼，由用戶判別器與消息映射器將解碼信息轉(zhuǎn)換后由耳機(jī)播 放。上述技術(shù)方案中，所述步驟1)中，用戶通過控制模塊設(shè)置發(fā)送給水面基地的報文 信息，報文信息如表1所示，反映蛙人在水下的基本工作狀態(tài)。所述發(fā)射的各項參數(shù)是指發(fā) 射頻段為IOkHz 15kHz，傳輸數(shù)據(jù)率為20bps、用戶標(biāo)識(1 255)等。由于蛙人與水面 基地之間的報文通信的特點是通信距離遠(yuǎn)通信速率低，所以采用低頻段和窄帶寬。表1報文表
工作I待命I援助I安全I(xiàn)呼救 ~ΓΤο ~ml ~ΓΤοο ~ιοιο 0101上述技術(shù)方案中，所述步驟2)中，所述待發(fā)送的通信編碼數(shù)據(jù)是由原始通信數(shù)據(jù) 經(jīng)信源編碼和信道編碼后得到。所述信源編碼采用霍夫曼編碼，用于去除冗余信息；所述信 道編碼采用卷積碼或turbo碼，用于減少系統(tǒng)誤碼率。且通信編碼數(shù)據(jù)是二進(jìn)制數(shù)據(jù)。所 述K的取值為256 8912，具體的取值取決于所采用的混沌映射模型和碼間串?dāng)_水平，假設(shè) 分割的數(shù)據(jù)塊為(Xl，x2, K，^)，信源與信道編碼后的序列為(Cl，c2, K，Ck)，其中L為編碼前的數(shù)據(jù)長度，K為編碼后的數(shù)據(jù)長度。上述技術(shù)方案中，所述步驟3)中，所謂混沌是在非線性動態(tài)系統(tǒng)中出現(xiàn)的確定性 但是具有類隨機(jī)性的過程，這個過程是非周期的、不收斂但有界，并且對初始值極度敏感。 混沌序列的類隨機(jī)特性非常適用于擴(kuò)頻調(diào)制通信機(jī)制，且由于對初始值極其敏感，初始值 稍有不同就能形成互不相關(guān)的序列，因此混沌映射可以提供大量的、相互正交的、類隨機(jī) 又可以確定再現(xiàn)的混沌序列?；煦缬成淠Ｐ陀泻芏?，如Quadratic映射、Chebyshev映射、 Second-Order映射等，不同混沌映射模型得到的混沌序列，其相關(guān)特性有所不同。本實施例 中采用Quadratic映射，所謂Quadratic映射方程可以表示為g(m+l) = P-Qg2(Hi)(1)其中，當(dāng)3/4 < PQ < 2 時，g(m) e (_2/Q，2/Q)，本實施例里取 Q = 2，P = 1， g(0) e (-1,1), g(m) e (_1，1)。圖4為Quadratic映射方程所產(chǎn)生的混沌序列，序列長度為1024，初始值為 0. 8501，其自相關(guān)特性如圖5所示，自相關(guān)旁瓣峰值為0. 0651 ；其互相關(guān)特性如圖6所示， 另一個混沌序列的初始值為0. 8564，互相關(guān)峰值為0. 085。 所述步驟3)的混沌映射過程是指根據(jù)一個或兩個混沌映射模型，由不同初始值 生成相互正交的M組混沌序列并從中提取r個進(jìn)行組合，使之獲得的組合數(shù)K = InC；以使 混沌序列組合與數(shù)據(jù)塊所含信息滿足一一對應(yīng)關(guān)系，r值常規(guī)取值為1 128。本實施例中，采用一個混沌一維模型獲得的混沌序列直接映射成調(diào)頻值和調(diào)相 值，如圖7所示。采用步驟2)的Quadratic映射方程生成M組混沌序列記做G1, G2, K, Gm, K, Gm(2)其中，CT =[《,Μ，Κ，g:’K，《]為長度為N的混沌序列。如果設(shè)帶寬范圍為B，由上述公式可以得到混沌調(diào)頻值f m-g:*B/2(3)由此可得，M組混沌調(diào)頻值序列 F1，F(xiàn)2，K，F(xiàn)m, K，F(xiàn)m,且廣=,f:,K 。同理可以得到混沌調(diào)相值p =(g；(4)由此可得，M組混沌調(diào)相值序列Ω S Ω2, K, K, ΩΜ，且 Qm ρ,K,ρ]. 而根據(jù)數(shù)據(jù)塊所含信息，從M組混沌調(diào)頻值和調(diào)相值序列中，提取r個組合得到混 沌調(diào)頻值和混沌調(diào)相值組合(F, Ω)Γ = [(Fml, Ωω1), K, (Fmr, Ω")](5)其中，組合(ml, K，mr)由數(shù)據(jù)塊信息(c1 C2, K，cK)確定。所述步驟3)的數(shù)據(jù)塊所含信息是指對應(yīng)K個碼元的二進(jìn)制數(shù)值，其與個混沌 調(diào)頻值序列和混沌調(diào)相值序列組合一一對應(yīng)。上述技術(shù)方案中，所述步驟4)中，生成并發(fā)混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號的方法如下 每組混沌調(diào)頻值序列和混沌調(diào)相值序列組合，包含r個混沌調(diào)頻值序列和混沌調(diào)相值序列 對。根據(jù)每個序列對中對應(yīng)的混沌調(diào)頻值和混沌調(diào)相值對調(diào)制得到一個混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻 碼片，N個碼片組成一個混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號。根據(jù)信息對應(yīng)得到的混沌調(diào)頻值和混沌調(diào)相值組合，生成r個混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號以構(gòu)成一個混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號集合?；煦缯{(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號的表達(dá)式為sm (t) =Acos[o0t+ / cm(t)dt+km(t)]0 彡 t 彡 T (6)其中，A為信號幅值，= 為中心角頻率，&為中心頻率，c⑴為頻率調(diào)制 函數(shù)，有cm(t) = 2nf^n(0(7) 這里，ξηα) =u[t-nT0]-u[t-(n+l)T0]為持續(xù)時間為Ttl的單位脈沖函數(shù)，u (t)為 階躍函數(shù)，/；^尸"^ = 17%。km{t) = p"^ {t) (8)因此，r個混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號相互疊加可以構(gòu)成一組并發(fā)混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻 信號。其表達(dá)式為Sp(O = YjSmiXt)(9)
/=1其中，smi (t)由混沌調(diào)頻值和混沌調(diào)相值組合(F，獲得。P組并發(fā)混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號順序排列，可以組成一個混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻序列， 即= + (10)其中，τ是一組并發(fā)混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號脈寬。因此，一個混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻序列包含Κ*Ρ個二進(jìn)制碼元。上述技術(shù)方案中，所述步驟5)中，所述同步雙脈沖是由線性調(diào)頻脈沖與混沌調(diào)頻 調(diào)相脈沖兩個脈沖組成，線性調(diào)頻脈沖主要用于信號檢測，混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖主要用于標(biāo) 識發(fā)射用戶和粗同步。線性調(diào)頻脈沖形式是唯一的，每個設(shè)備均相同。混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖 對應(yīng)的混沌調(diào)頻值與調(diào)相值序列由設(shè)備確定，一個設(shè)備對應(yīng)一組唯一的混沌調(diào)頻值與調(diào)相 值序列，是與其它混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號相互正交的信號。同步雙脈沖與混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò) 頻序列組合時，相互之間存在一個固定間隔T (如圖3所示)，以避免信道擴(kuò)展導(dǎo)致的信號串 擾。最終發(fā)射信號的數(shù)學(xué)表達(dá)式為p(t) = synLFM{t) + syn^(t + Tlfm ) + s(t + Tlfm + τ(:Η +Τ)(11)其中，syr^lt)為線性調(diào)頻脈沖，、 為其脈寬；砂⑴為混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖， τ CH為其脈寬，ID代表設(shè)備對應(yīng)的標(biāo)識。上述技術(shù)方案中，所述步驟6)中，雙脈沖用戶檢測與粗同步方法如下(如圖8所 示)首先通過線性調(diào)頻脈沖副本，對接收數(shù)據(jù)進(jìn)行副本相關(guān)檢測；如果通過峰值檢測發(fā)現(xiàn) 存在通信信號，再通過混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖副本進(jìn)行副本相關(guān)檢測(對應(yīng)可能存在的Q個用 戶，生成Q個對應(yīng)的混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖副本，進(jìn)行Q次副本相關(guān)，所得峰值進(jìn)行閾值檢測，檢 測出對應(yīng)用戶標(biāo)識)。由于混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖之間都是相互正交的，通過雙脈沖檢測所檢出 用戶數(shù)可以是多個。其數(shù)學(xué)原理如下若設(shè)理想信道下，通信接收數(shù)據(jù)的表達(dá)式為r{t) = synim (t) + syn^ (t + τυ, ) + s(t + Tlfm + tch +T) + n{t) (12)其中，n(t)為噪聲信號。
首先，通過線性調(diào)頻脈沖副本rep^a)進(jìn)行副本相關(guān)檢測，即d(t) =f r(t)*repLFM(t-T)dT(13)
由于，線性調(diào)頻脈沖副本與 噪聲信號是正交的，因此通過峰值檢測
^lfm = argmaxC^CO) > D 存在通信信號(14) m ~ jarg max(￡/(0) < D 不存在通信信號其中，D是檢測閾值。如果通過線性調(diào)頻脈沖副本相關(guān)檢測到存在通信信號，則通 過Q個可能存在的用戶對應(yīng)混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖副本MAai (0, q = 1，Λ，Q，進(jìn)行Q次副本相 關(guān)，即dq (t) = Jr(t) * repc'H (t - τ) τ q = \,A ,Q(15)由于混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖副本之間，以及與噪聲信號之間都是正交的，因此通過峰 值檢測
^ch \ ？iXgm^{dq{t))>D 存在用戶q Mq =|argmax(^(0)<Z)不存在用戶 q可以檢測出接收數(shù)據(jù)中可能存在的用戶，由于在水聲信道中各個用戶共享一個信 道，因此在時間上存在兩個以上用戶同時或間隙很小的到達(dá)通信接收設(shè)備的可能性，因此 檢出的用戶數(shù)W—般為1，同時存在大于1的情況，這與各個用戶與水面基地的距離和通信 繁忙程度有關(guān)，如果距離近或者通信繁忙同時檢出的用戶數(shù)就多。根據(jù)步驟5)由于信號發(fā)射時同步雙脈沖與混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻序列之間存在固定 間隔T，通過混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖副本相關(guān)所檢出的相關(guān)峰值可以進(jìn)行粗同步，標(biāo)示混沌調(diào)頻 調(diào)相擴(kuò)頻序列初始位置，即Tq = T + t\mc-H(t)>D (17)由于混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖之間都是相互正交的，因此不同檢出用戶相關(guān)峰值可以標(biāo) 示不同用戶的混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻序列初始位置。上述技術(shù)方案中，所述步驟7)中，所述信道均衡方法采用RLS均衡或turbo均衡， 用以減小或去除水聲信道影響。上述技術(shù)方案中，所述步驟8)中，所述多用戶分組M元擴(kuò)頻副本集合是根據(jù)步驟 6)中所檢測到的用戶標(biāo)識和步驟3)和4)的相應(yīng)過程生成的。對應(yīng)檢出用戶數(shù)為W，則產(chǎn) 生W*M組混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻副本信號。rep: (β) = s: (J) (1g)每組副本信號分別與接收數(shù)據(jù)進(jìn)行副本相關(guān)d (0 = JKO* rep {t - r)dr(19)由于各擴(kuò)頻信號相互正交的，通過最大似然檢測峰值得到mv=argmax(dw(t)) = \根據(jù)檢測出的峰值可以分別檢出對應(yīng)用戶w的映射組合(ml，K，mr) Iw，如圖9所示。各個映射組合按照步驟2)中得到的混沌映射關(guān)系恢復(fù)編碼信息(Cl，c2，K，cK)|w。上述技術(shù)方案中，所述步驟9)中，所述信道譯碼方法采用Turbo算法或Viterbi 算法，再進(jìn)行信源譯碼恢復(fù)通信信息(Xl，X2, K，xL) |w。對于每個用戶，可以通過用戶判別器和消息映射器將接收的報文轉(zhuǎn)換成語音數(shù)據(jù) 流，由耳機(jī)順序播放；也可以以圖形顯示的方式顯示在水面基地的監(jiān)視設(shè)備上。
實施例2本實施例所提供的水下蛙人中近程實時通信的便攜式通信聲納設(shè)備與實施例1 相同，如圖1所示。本實施例將描述蛙人之間通過發(fā)明設(shè)備進(jìn)行語音通信的過程。本實施例所提供的利用混沌調(diào)頻調(diào)相序列進(jìn)行分組M元擴(kuò)頻多用戶通信過程，包 括通信發(fā)射過程和通信接收過程，所述通信發(fā)射過程包括如下步驟1)根據(jù)控制模塊獲得的用戶信息，確定發(fā)射的各項參數(shù)，由麥克風(fēng)獲得語音數(shù)據(jù) 流，并通過音頻編碼器轉(zhuǎn)換；2)將待發(fā)送的通信編碼數(shù)據(jù)分成K個碼元一組的數(shù)據(jù)塊；3)按照一定的混沌映射關(guān)系得到混沌序列，形成混沌調(diào)頻值序列映射分組和混沌 調(diào)相值序列映射分組，并根據(jù)數(shù)據(jù)塊所含信息從分組中選擇相應(yīng)的混沌調(diào)頻值序列和混沌 調(diào)相值序列組合；4)通過混沌調(diào)頻值序列和混沌調(diào)相值序列組合生成混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號集合， 將所述混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號集合中所有混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號疊加成一組并發(fā)混沌調(diào) 頻調(diào)相擴(kuò)頻信號，P組并發(fā)混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號組成一個混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻序列；5)根據(jù)用戶信息生成同步雙脈沖，并同混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻序列進(jìn)行組合，最后進(jìn) 行發(fā)射；所述通信接收方法包括如下步驟6)對接收到的數(shù)據(jù)，通過多用戶同步雙脈沖副本，進(jìn)行雙脈沖用戶檢測與粗同
止
少；7)再對檢測到的用戶接收數(shù)據(jù)進(jìn)行信道均衡與細(xì)同步；8)然后通過與多用戶分組M元擴(kuò)頻副本集合進(jìn)行副本相關(guān)，檢測與判決，并根據(jù) 混沌映射關(guān)系恢復(fù)編碼信息；9)對編碼信息進(jìn)行解碼，由用戶判別器與音頻解碼器將解碼信息轉(zhuǎn)換后由耳機(jī)播 放。上述技術(shù)方案中，所述步驟1)中，用戶通過控制模塊設(shè)置蛙人之間的語音通話模 式，一般為廣播模式。所述發(fā)射的各項參數(shù)是指發(fā)射頻段為15kHz 25kHz，傳輸數(shù)據(jù)率為 8kbps、用戶標(biāo)識(1 255)等。由于蛙人之間的語音通信的特點是通信距離近、通信速率 高，所以采用高頻段和高帶寬。上述技術(shù)方案中，所述步驟2)至8)的注意事項同實施例1。上述技術(shù)方案中，所述步驟9)中，所述信道譯碼方法同實施例1。對于每個用戶， 通過用戶判別器和音頻解碼器轉(zhuǎn)換成語音數(shù)據(jù)流，由耳機(jī)順序播放。應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳 實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù) 方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中 。
權(quán)利要求
一種蛙人用便攜式水聲通信設(shè)備，包括數(shù)據(jù)輸入裝置、通信發(fā)射裝置、通信接收裝置、數(shù)據(jù)輸出裝置及與各裝置相連接的電源與接口裝置，其特征在于所述數(shù)據(jù)輸入裝置采集語音信號，語音信號經(jīng)壓縮編碼后發(fā)送至通信發(fā)射裝置，通信發(fā)射裝置將接受到的信號轉(zhuǎn)換成聲信號發(fā)送到水聲信道中，水聲信道中的聲信號被通信接受裝置采集后，轉(zhuǎn)化成電信號發(fā)送至數(shù)據(jù)輸出裝置，數(shù)據(jù)輸出裝置將電信號轉(zhuǎn)化處理后通過耳機(jī)播放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述蛙人用便攜式水聲通信設(shè)備，其特征在于所述數(shù)據(jù)輸入裝置包括麥克風(fēng)，音頻編碼器與控制模塊，所述音頻編碼器將麥克風(fēng)采 集的語音信號進(jìn)行實時無損語音壓縮編碼，并發(fā)送至通信發(fā)射裝置，所述控制模塊通過旋 鈕設(shè)置指令控制通信發(fā)射裝置；所述通信發(fā)射裝置包括參數(shù)選擇器，用戶映射器，數(shù)據(jù)編碼器，數(shù)據(jù)分組器，混沌序列 發(fā)生器，混沌映射器，混沌調(diào)制器，同步脈沖發(fā)生器，波形發(fā)生器，發(fā)射轉(zhuǎn)換與控制模塊，匹 配網(wǎng)絡(luò)與功率放大器以及收發(fā)共置換能器；其中，所述參數(shù)選擇器根據(jù)控制模塊提供的指 令，選擇與發(fā)射信息類別相匹配的頻段和數(shù)據(jù)率，分別提供給用戶映射器和數(shù)據(jù)編碼器；所 述用戶映射器根據(jù)參數(shù)選擇器提供的參數(shù)選擇與用戶相匹配的混沌參數(shù)發(fā)送給混沌映射 器以及混沌序列發(fā)生器；所述數(shù)據(jù)編碼器根據(jù)參數(shù)選擇器提供的參數(shù)對控制模塊提供的消 息指令或者音頻編碼器提供的語音數(shù)據(jù)進(jìn)行信源編碼與信道編碼；所述數(shù)據(jù)分組器將數(shù)據(jù) 編碼器發(fā)送的數(shù)據(jù)流進(jìn)行分組，并發(fā)送至混沌調(diào)制器；所述混沌序列發(fā)生器根據(jù)用戶映射 器提供的參數(shù)通過混沌映射方程產(chǎn)生由不同初始值確定的混沌序列，并發(fā)送至混沌映射器 和同步脈沖發(fā)生器；所述混沌映射器根據(jù)用戶映射器所提供的參數(shù)對混沌序列發(fā)生器所產(chǎn) 生的混沌序列進(jìn)行映射生成相互正交的混沌調(diào)頻值序列映射分組和混沌調(diào)相值序列映射 分組，并將這些分組發(fā)送至混沌調(diào)制器；所述混沌調(diào)制器根據(jù)混沌映射器提供的混沌調(diào)頻 值序列映射分組和混沌調(diào)相值序列映射分組，進(jìn)行分組M元混沌擴(kuò)頻調(diào)制，將數(shù)據(jù)分組器 提供的數(shù)據(jù)分組調(diào)制成發(fā)射數(shù)據(jù)塊，并發(fā)送至波形發(fā)生器；同步脈沖發(fā)生器根據(jù)混沌序列 發(fā)生器提供的用戶同步混沌序列，生成由線性調(diào)頻脈沖與混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖組成同步雙脈 沖，并發(fā)送至波形發(fā)生器；波形發(fā)生器將混沌調(diào)制器提供的發(fā)射數(shù)據(jù)塊和同步脈沖發(fā)生器 提供的同步雙脈沖進(jìn)行組合生成最終的通信發(fā)射信號，并發(fā)送給發(fā)射轉(zhuǎn)換與控制模塊；所 述發(fā)射轉(zhuǎn)換與控制模塊將通信發(fā)射信號進(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換以及發(fā)射調(diào)理，并將模擬發(fā)射信號 與發(fā)射參數(shù)送至匹配網(wǎng)絡(luò)與功率放大器；所述匹配網(wǎng)絡(luò)與功率放大器由發(fā)射轉(zhuǎn)換與控制模 塊驅(qū)動進(jìn)行模擬發(fā)射信號的功率放大和匹配；所述收發(fā)共置換能器位于圓柱狀細(xì)長水密罐 上部，在匹配網(wǎng)絡(luò)與功率放大器的驅(qū)動下，將模擬發(fā)射信號轉(zhuǎn)換成聲信號發(fā)送到水聲信道 中；所述通信接收裝置包括收發(fā)共置換能器，前置濾波與放大器，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，同步檢測 器，同步脈沖發(fā)生器，混沌序列發(fā)生器，副本生成器，信道均衡器，混沌解調(diào)器，數(shù)據(jù)解碼器； 其中，所述收發(fā)共置換能器負(fù)責(zé)采集水聲數(shù)據(jù)，進(jìn)行聲電轉(zhuǎn)換發(fā)送至前置濾波與放大器；所 述前置濾波與放大器對模擬接收信號進(jìn)行濾波與放大，送至模/數(shù)轉(zhuǎn)換器；所述模/數(shù)轉(zhuǎn) 換器將模擬接收信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，發(fā)送至同步檢測器；所述混沌序列發(fā)生器通過混沌 映射方程產(chǎn)生信道內(nèi)所有用戶可能使用的混沌序列，并發(fā)送至副本生成器和同步脈沖發(fā)生 器；所述同步脈沖發(fā)生器根據(jù)混沌序列發(fā)生器提供的多用戶同步混沌序列，生成由線性調(diào) 頻脈沖與混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖組成多用戶同步雙脈沖副本，并發(fā)送至同步檢測器；所述同步檢測器根據(jù)同步脈沖發(fā)生器提供的多用戶同步雙脈沖副本進(jìn)行通信信號檢測，如果檢測到 通信信號則進(jìn)行同步后將數(shù)據(jù)發(fā)送至信道均衡器，并將對應(yīng)用戶標(biāo)識發(fā)送至副本生成器； 所述信道均衡器對通信信號進(jìn)行信道均衡，后送至混沌解調(diào)器；所述副本生成器根據(jù)混沌 序列發(fā)生器提供的混沌序列和同步檢測器提供的用戶標(biāo)識，生成對應(yīng)多用戶分組M元擴(kuò) 頻副本集合，送至混沌解調(diào)器；所述混沌解調(diào)器根據(jù)信道均衡器提供的數(shù)據(jù)與副本生成器 提供的多用戶分組M元擴(kuò)頻副本集合，進(jìn)行混沌擴(kuò)頻序列的相關(guān)解調(diào)，生成解調(diào)數(shù)據(jù)并發(fā) 送至數(shù)據(jù)解碼器；所述數(shù)據(jù)解碼器將解調(diào)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼生成接收信息，發(fā)送至數(shù)據(jù)輸出裝 置；所述數(shù)據(jù)輸出裝置包括用戶判別器，消息映射器，音頻編碼器與耳機(jī)，所述用戶判別器 判別通信接收裝置獲得的數(shù)據(jù)，將語音數(shù)據(jù)發(fā)送給音頻編碼器，將消息數(shù)據(jù)發(fā)送給消息映 射器；所述消息映射器將報文數(shù)據(jù)內(nèi)容映射成預(yù)置語音數(shù)據(jù)流發(fā)送至耳機(jī)播放；所述音頻 解碼器將語音數(shù)據(jù)進(jìn)行實時無損語音壓縮解碼，并將解碼語音數(shù)據(jù)流發(fā)送至耳機(jī)播放。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蛙人用便攜式水聲通信設(shè)備，其特征在于所述通信發(fā)射裝 置與通信接收裝置共用混沌序列發(fā)生器，同步脈沖發(fā)生器以及收發(fā)共置換能器。
4.一種蛙人用便攜式水聲通信方法，包括數(shù)據(jù)輸入步驟、通信發(fā)射步驟、通信接收步驟 和數(shù)據(jù)輸出步驟，其特征在于，所述通信發(fā)射步驟具體包括如下步驟步驟1根據(jù)數(shù)據(jù)輸入裝置獲得的用戶信息，確定發(fā)射的各項參數(shù)和數(shù)據(jù)；步驟2將待發(fā)送的通信編碼數(shù)據(jù)分成K個碼元一組的數(shù)據(jù)塊；步驟3按照混沌映射關(guān)系得到混沌序列，形成混沌調(diào)頻值序列映射分組和混沌調(diào)相值 序列映射分組，并根據(jù)數(shù)據(jù)塊所含信息從分組中選擇相應(yīng)的混沌調(diào)頻值序列和混沌調(diào)相值 序列組合；步驟4通過混沌調(diào)頻值序列和混沌調(diào)相值序列組合生成混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號集合， 將所述混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號集合中所有混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號疊加成一組并發(fā)混沌調(diào) 頻調(diào)相擴(kuò)頻信號，P組并發(fā)混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號組成一個混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻序列；步驟5根據(jù)用戶信息生成同步雙脈沖，并同混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻序列進(jìn)行組合，最后進(jìn) 行發(fā)射；所述通信接收步驟具體包括如下步驟步驟6對接收到的數(shù)據(jù)，通過多用戶同步雙脈沖副本，進(jìn)行雙脈沖用戶檢測與粗同步；步驟7再對檢測到的用戶接收數(shù)據(jù)進(jìn)行信道均衡與細(xì)同步；步驟8然后通過與多用戶分組M元擴(kuò)頻副本集合進(jìn)行副本相關(guān)，檢測與判決，并根據(jù)混 沌映射關(guān)系恢復(fù)編碼信息；步驟9對編碼信息進(jìn)行解碼，由數(shù)據(jù)輸出裝置將解碼信息轉(zhuǎn)換后播放。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蛙人用便攜式水聲通信方法，其中步驟1中所述發(fā)射的各 項參數(shù)蛙人與水面基地發(fā)射頻段10kHz 15kHz，蛙人與蛙人之間發(fā)射頻段15kHz 25kHz、傳輸數(shù)據(jù)率20bps 8kbps、用戶標(biāo)識1 255 ；其中步驟2中所述待發(fā)送的通信編碼數(shù)據(jù)是由原始通信數(shù)據(jù)經(jīng)信源編碼和信道編碼 后得到；所述信源編碼采用霍夫曼編碼；所述信道編碼采用卷積碼或turbo碼；且通信編碼 數(shù)據(jù)是二進(jìn)制數(shù)據(jù)；所述K的取值為256 8912。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蛙人用便攜式水聲通信方法，其中步驟3中所述混沌映射關(guān)系如下，根據(jù)一個或兩個混沌映射模型，由不同初始值生成相互正交的M組混沌序列并從 中提取r個進(jìn)行組合，即組合數(shù)滿足K = InC；，使混沌序列組合與數(shù)據(jù)塊所含信息一一對 應(yīng)，形成數(shù)據(jù)塊所含信息映射到混沌序列組合的混沌映射關(guān)系，r值常規(guī)取值為1 128 ；所 述混沌調(diào)頻值和混沌調(diào)相值是根據(jù)一個混沌一維模型獲得的混沌序列直接映射成調(diào)頻值 和調(diào)相值；所述數(shù)據(jù)塊所含信息是指對應(yīng)K個碼元的二進(jìn)制數(shù)值，其與<^；個混沌調(diào)頻值序 列和混沌調(diào)相值序列組合一一對應(yīng)；其中所述步驟4中生成并發(fā)混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號的方法如下每組混沌調(diào)頻值序列 和混沌調(diào)相值序列組合，包含r個混沌調(diào)頻值序列和混沌調(diào)相值序列對，可以調(diào)制得到r個 混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號；r個混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號相互疊加可以構(gòu)成一組并發(fā)混沌調(diào)頻 調(diào)相擴(kuò)頻信號；P組并發(fā)混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號順序排列，可以組成一個混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò) 頻序列，即一個混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻序列包含K*P個二進(jìn)制碼元，所述P取值范圍1 1000。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種蛙人用便攜式水聲通信方法，其中步驟5中所述同步雙 脈沖是由線性調(diào)頻脈沖與混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖兩個脈沖組成；線性調(diào)頻脈沖形式是唯一的， 每個設(shè)備均相同；混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖對應(yīng)的混沌調(diào)頻值與調(diào)相值序列由設(shè)備確定，一個設(shè) 備對應(yīng)一組唯一的混沌調(diào)頻值與調(diào)相值序列，是與其它混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號相互正交的 信號；同步雙脈沖與混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻序列組合時，相互之間存在一個固定間隔Τ，以避免 信道擴(kuò)展導(dǎo)致的信號串?dāng)_。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種蛙人用便攜式水聲通信方法，其中所述步驟6中雙脈沖 用戶檢測與粗同步方法如下首先通過線性調(diào)頻脈沖副本，對接收數(shù)據(jù)進(jìn)行副本相關(guān)檢測； 如果通過峰值檢測發(fā)現(xiàn)存在通信信號，再通過混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖副本進(jìn)行副本相關(guān)檢測； 由于混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖之間都是相互正交的，通過雙脈沖檢測所檢出用戶數(shù)可以是多個; 根據(jù)步驟5中由于信號發(fā)射時同步雙脈沖與混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻序列之間存在固定間隔Τ， 通過混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖副本相關(guān)所檢出的相關(guān)峰值可以進(jìn)行粗同步，標(biāo)示混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò) 頻序列初始位置；由于混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖之間都是相互正交的，因此不同檢出用戶相關(guān)峰 值可以標(biāo)示不同用戶的混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻序列初始位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種蛙人用便攜式水聲通信方法，其中步驟7中所述信道均 衡方法采用RLS均衡或turbo均衡；所述步驟9中，所述信道譯碼方法采用Turbo算法或 Viterbi 算法。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種蛙人用便攜式水聲通信方法，所述步驟8中，所述多用 戶分組M元擴(kuò)頻副本集合是根據(jù)步驟6中所檢測到的用戶標(biāo)識和步驟3和4的相應(yīng)過程 生成的；對應(yīng)檢出用戶數(shù)為W，則產(chǎn)生W*M組混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻副本信號；各組混沌調(diào)頻調(diào) 相擴(kuò)頻副本信號分別與接收數(shù)據(jù)進(jìn)行副本相關(guān)后，通過最大似然方法檢測峰值，并根據(jù)檢 測出的峰值按照步驟3中得到的混沌映射關(guān)系恢復(fù)編碼信息，其中W取值1 255，M取值 256 65536。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種蛙人用便攜式水聲通信設(shè)備與方法，本發(fā)明利用由線性調(diào)頻脈沖與混沌調(diào)頻調(diào)相脈沖組成的同步雙脈沖，可以同時解決多用戶水下通信的信號檢測、用戶標(biāo)識與粗同步問題，利用雙脈沖組合既保證了信號檢測的實時性，又保證了多用戶標(biāo)識與同步的準(zhǔn)確性，利用混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號進(jìn)行多用戶分組M元擴(kuò)頻通信，因為各混沌調(diào)頻調(diào)相擴(kuò)頻信號之間相互正交且可并發(fā)信號數(shù)目多，可以有效地減少多用戶通信時同時解調(diào)的互干擾影響，可以有效地提高多用戶水聲通信的通信效率與性能。本發(fā)明的設(shè)備便于蛙人攜帶。
文檔編號G10L19/00GK101969348SQ201010500898
公開日2011年2月9日 申請日期2010年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月9日
發(fā)明者李宇, 王靜, 黃海寧 申請人:蘇州桑泰海洋儀器研發(fā)有限責(zé)任公司