[发明专利]一种测量并计算多普勒偏移的方法及其系统

权利要求书

1.一种测量并计算多普勒偏移的方法，其特征在于至少包括以下步骤：

水声通信系统的发射端在发送有效数据前，先发送一对双曲线调频信号作为导频信号，形式如下：

其中，

其中，T_s是水声通信系统的采样间隔，A是双曲线调频信号的幅度，T是双曲线调频信号由最低频扫到最高频所经过的时间，m是信号的调频斜率，f₀是信号s(n)过零点时的频率；导频信号与待发送有效数据之间的间隔是确定的；水声通信系统的接收端需要有相关器1和相关器2对接收的信号进行相关处理，

相关器1参考信号形式如下：

相关器2的参考信号形式如下：

设相关器1和相关器2输出信号的包络出现峰值对应的点数为n₁和n₂，那么：

A、频率偏移系数

参数p的物理意义是，在发射端发出的频率为f的信号，经过信道传播后，接收端接到的信号频率为p·f ；

B、扫频信号出现频率最大值的时刻是：

则有效数据对应的信号出现时刻为：

n_e＝n_max+(τ-T)T_s。

2.根据权利要求1所述的测量并计算多普勒偏移方法的系统，包括：接收端和发射端，发射端包括信号处理单元1(1)，功放(2)，发射换能器(3)，接收端包括接收换能器(4)，滤波器(5)，信号处理单元(6) ；信号处理单元1(1)与功放(2)之间通过数据线连接；功放(2)和发射换能器(3)之间通过数据线连接；发射换能器(3)和接收换能器(4)之间是无线水声信道；接收换能器(4)和滤波器(5)之间通过数据线连接；滤波器(5)和信号处理单元(6)之间通过数据线连接；其特征在于该系统信号处理单元1(1)用于将需要发送的信息转化为待发送的信号，由一块DSP实现；它包括导频信号产生模块(7)，合成模块(8)； 

导频信号产生模块(7)产生作为导频信号的一对双曲线调频信号；

功放(2)用于放大待发送的信号；

发射换能器(3)用于将电信号转化为声信号发送出去；

接收换能器(4)用于接收声信号，并转化为电信号；

滤波器(5)用于选择特定频段的信号，以提高信噪比；

信号处理单元2(6)用于对接收到的信号进行解算，获得发射端发出的信息由一块FPGA和一块DSP实现；FPGA实现相关器1(9)和相关器2(10)，DSP实现相关峰分析模块(11)，FPGA与DSP间由数据线连接，相关器1(9)和相关器2(10)的输出结果和送入相关峰分析模块(11)。