[发明专利]一种水声OFDM通信中基于Dual-Zadoff-Chu序列的信号同步方法

权利要求书

1.一种水声OFDM通信中基于Dual-Zadoff-Chu序列的信号同步方法，其特征在于，包括发送机和接收机，所述发送机发送的前导码长度为2N，由两个相同的长度为N的Dual-ZC序列串联而成，所述Dual-ZC序列由两个长度为N的ZC序列ZC_seq1与ZC_seq2叠加而成，所述ZC_seq1与所述ZC_seq2的参数设定相同，所述ZC_seq2在所述ZC_seq1的基础上加入频率移动g，所述频率移动g的取值范围为0gN；

所述接收机包括自相关检测器和循环检测器，工作时包含以下步骤：

步骤1：接收到一段原始序列，若检测器检测到信号到来，则进入步骤2，否则继续检测下一个接收到的序列；

步骤2：当所述检测器检测到信号到达，根据所述检测器提供的信息粗略地估计出序列的信号时间偏移量和多普勒扩展；

步骤3：对接收到的所述原始序列进行下变频、升采样，并使用步骤2中得到的所述信号时间偏移量的粗略估计值对所述原始序列进行补偿，并将补偿后的序列送入平方律装置并减去直流分量；

步骤4：对步骤3中输出序列使用ESPRIT算法进行精确的多普勒扩展估计；

步骤5：使用步骤4中所述精确的多普勒扩展估计，消除大部分多普勒扩展对所述原始序列的影响；

步骤6：将步骤5得到的序列进行下变频并进行降采样，并使用步骤2中所述信号时间偏移量的粗略估计值对接收序列进行补偿，得到序列x[n]；

步骤7：使用步骤6中得到的所述序列x[n]估计载波频率偏移量，并使用估计值进行补偿；

步骤8：将步骤7中补偿过载波频率偏移量的信号序列与本地模板进行互相关运算，并用互相关得到的序列z[l]精确估计所述信号时间偏移量以及信道响应。

2.如权利要求1所述的水声OFDM通信中基于Dual-Zadoff-Chu序列的信号同步方法，其特征在于，所述步骤1中首先对接收序列预处理，对接收序列进行下变频，然后进行λ倍升采样得到序列seq1，将所述seq1送入平方律装置并减去其直流分量得到序列seq2；如果使用所述自相关检测器，则输入为所述seq1；如果使用所述循环检测器，则输入为所述seq2。

3.如权利要求2所述的水声OFDM通信中基于Dual-Zadoff-Chu序列的信号同步方法，其特征在于，所述自相关检测器中包含级联的第一滑窗与第二滑窗，所述第一滑窗与所述第二滑窗既不重叠也无间隔，使用所述第一滑窗与所述第二滑窗内的序列进行归一化的互相关运算；

所述第一滑窗的第一个采样点的位置k以及所述第一滑窗的长度N_l构成的(k，N_l)对，对应一个归一化的互相关结果y(k，N_l)；

所述第一滑窗中的第一个采样点的位置为整个序列的第k个采样点，检测过程中k的取值为从1开始的正整数；

对于某一个k值，不同的滑窗长度N_l可以在取值范围[(1-γ_max)Nλ，(1+γ_max)Nλ]中均匀取得，其中γ_max为多普勒扩展的绝对值的最大值，所述γ_max取值一般为3000ppm；

如果存在一个y(k，N_l)大于预先设定好的检测器门限值，则认为检测到信号到来；如果所有归一化的互相关值均没有超过所述检测器门限值，则k＝k+1，重新计算下一组结果。