[发明专利]水声通信中用于载体相对运动稳健测速的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水声通信中用于载体相对运动稳健测速的方法。

背景技术

在水声通信中，由于通信节点的运动导致的多普勒效应使得通信信号被压缩和扩展，一般采用对接收信号的功率谱估计来得到多普勒频偏值，如FFT法，复相关法等，且一般采用CW脉冲信号作为发射信号。但这些方法使用的窄带信号在水平移动的通信场合，由于信道变化较快且信道频谱呈现梳妆结构，使得接收信号可能在某段时刻信号幅度很小，因而不利于多普勒速度的连续估计。有关多普勒测速的本章较多，但方法大多采用CW脉冲信号，未见有关LFM脉冲对的测速的资料。可参见耿志辉、王玉林“实正弦信号频率估计的高精度综合算法”信号与信息处理，2008年28卷第3期；徐世军、许伟杰“复相关法测频的硬件实现”声学技术，2009年第28卷第2期。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的测速方法不利于水声通信衰落信道中连续测速，提出了一种水声通信中用于载体相对运动稳健测速的方法。

本发明的目的是这样实现的：

（1）将可控增益滤波电路的通频带设置成增益；

（2）信号处理电路通过A/D变换器采集信号，将采集后的信号进行数字滤波，用匹配滤波器对接收的信号进行滤波，对滤波后的信号进行取包络，相关峰的包络会有一个主峰和两个侧峰，且在没有多普勒时，主峰和侧峰的间距为T_c＝τ，当接收到信号存在多普勒时，主峰和侧峰的间距变为T_d，根据多普勒原理可以得到脉冲压缩系数a为

a=TdT=1-fdfc]]>

f_c为发射信号的中心频率，得到没有模糊的粗的多普勒频移f_d＝(1-a)f_c；

（3）对接收的信号进行相关处理，接收到的信号为W(t)，由待测量信号x(t)和加性高斯白噪声n(t)组成：

W(t)＝x(t)+n(t)，

待测信号x(t)与噪声n(t)之间不相关，则有

E[x^*(t)n(t+τ)]＝0，

E[n^*(t)x(t+τ)]＝0，

接收信号的自相关函数为

R(τ)＝E[W^*(t)W(t+τ)]＝E[x^*(t)x(t+τ)]+E[n^*(t)n(t+τ)]+E[x^*(t)n(t+τ)]+E[n^*(t)x(t+τ)]＝R_x(τ)+R_n(τ)

R_x(τ)为待测信号的自相关函数，R_n(τ)为加性高斯白噪声的自相关函数，

Rn(τ)=Rn(0)τ=00τ≠0]]>

R(τ)＝R_x(τ)

信号的自相关函数与功率谱互为傅里叶变换，