[发明专利]一种水声二相调制直扩信号载频估计方法

摘要

本发明公开了一种水声二相调制直扩信号载频估计方法，包括以下步骤：第一步：获取数据序列；第二步：获得解析信号；第三步：预设载波频率组；第四步：提取基带信号；第五步：估计相位曲线；第六步：通过平滑处理得到第一次平滑曲线；第七步：通过平滑处理得到第二次平滑曲线；第八步：估计第k次处理中的过零次数：根据第七步得到的平滑曲线的正负变换情况，估计的过零次数，；如果，则，返回第四步；如果，则进入第九步；第九步：估计载波频率。该估计方法利用水声信号相位跳变特性受信道影响较小的特点，通过对利用预设载波频率移频后的信号相位曲线过零次数的最小值搜索，获得载波频率的估计结果，并且估计结果具有高精度的特性。

主权项

1.一种水声二相调制直扩信号载频估计方法，其特征在于，该估计方法包括以下步骤：第一步：获取数据序列x(n)：接收长度为N的实时采集数据或提取N点存储的现成数据作为待处理的数据序列x(n)，n＝0，1，2，L，N-1；第二步：获得解析信号x_p(n)：对第一步的数据序列x(n)进行希尔伯特变换，得到数据序列x(n)的解析信号x_p(n)，其中，式(1)在式(1)中，j表示虚数单位，即是对x(n)的希尔伯特变换；第三步：预设载波频率组(f_k)：在(f_k)中，k＝1，2，L，K；K表示预设频率的个数，f_k表示预设载波频率；第四步：提取基带信号y(n)：从第三步的预设载波频率组(f_k)中选出第k个预设载波频率f_k，以f_k对第二步获得的解析信号x_p(n)按照式(2)进行频谱搬移，得到基带信号y(n)，y(n)＝x_p(n)exp{-j2πf_kn/f_s}         式(2)在式(2)中，exp{-j2πf_kn/f_s}表示移频信号，f_s为采样频率，j表示虚数单位，即n＝0，1，2，L，N-1；第五步：估计相位曲线利用式(3)对第四步提取的基带信号y(n)估计相位曲线式(3)式(3)中，n＝0，1，L，N-1，tan^-1()为反正切函数；第六步：通过平滑处理得到第一次平滑曲线利用式(4)对第五步估计的相位估计曲线进行平滑处理，得到第一次平滑曲线式(4)在式(4)中，m＝0，L，N-1；M为平滑处理的窗长，M为奇数，且M＜N；n＝0，1，L，N-1；第七步：通过平滑处理得到第二次平滑曲线对第六步得到的第一次平滑曲线利用式(5)再次进行平滑处理，得到平滑曲线式(5)在式(5)中，n＝0，L，N-1；M为平滑处理的窗长，M为奇数，且M＜N；第八步：估计第k次处理中的过零次数T(k)：根据第七步得到的平滑曲线的正负变换情况，估计的过零次数T(k)，k＝1，L，K；如果k＜K，则k＝k+1，返回第四步；如果k＝K，则进入第九步；第九步：估计载波频率从第八步估计的的过零次数T(k)中，判别出最小值T(k₀)，k₀表示最小值对应的序列号，1≤k₀≤K，k₀对应的预设载波频率为载波频率f_c的估计，即