一种MFSK水声通信的多普勒测量与修正方法技术

本发明专利技术涉及声学和信号处理领域，主要是一种ＭＦＳＫ水声通信的多普勒测量与修正方法，在发射端，通过映射两根多普勒测量谱线，其频率点落在编码信号的边带上，接收端只需要对编码信号的复基频信号，进行Ｚｏｏｍ－ＦＦＴ处理，获得较高分辨率的多普勒测量值，最后由测量值对复基频信号进行多普勒修正和时间同步的补偿。ＤＳＰ实现设置了两级乒乓缓冲，分别存储ＡＤ采集的射频信号，和数字下变频的复基频信号，提高实时性和减少存储量。本发明专利技术的优点在于：本发明专利技术克服了传统的单频信号测多普勒的缺点，测量值对每个编码信号可反映为真实值，测量谱线可映射在响应差的频段，没有占用实际的通信频段，Ｚｏｏｍ－ＦＦＴ技术可提高多普勒测量分辨率，运算量小，占用的存储器资源也较少，工程易实现。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种ＭＦＳＫ水声通信的多普勒测量与修正方法，其特征在于：步骤如下：　（１）、ＭＦＳＫ水声通信的多普勒测量谱线的映射　在ＭＦＳＫ通信信号的频段边缘映射两根多普勒测量谱线，如下：　ｓ（ｔ）＝＊ｅｘｐ（ｊｄ↓［ｉ］）ｒｅｃｔ（ｔ －ｔ↓［ｓ］－ｔ／２）ｅｘｐ（ｊ２πｆ↓［ｉ］（ｔ－ｔ↓［ｓ］）），ｔ↓［ｓ］≤ｔ≤ｔ↓［ｓ］＋Ｔ　（１）　其中ｓ（ｔ）为生成的含有多普勒测量谱线的ＭＦＳＫ信号，Ｔ为ＭＦＳＫ信号的时间周期，ｄ↓［０］和ｄ↓［Ｎ＋ｍ］为这两根多普勒测 量谱线的初始相位，ｄ↓［１＋（ｍ－１）／２］、ｄ↓［２＋（ｍ－１）／２］、……、ｄ↓［Ｎ＋（ｍ－１）／２］为信息的初始相位，ｄ↓［１］、ｄ↓［２］、……、ｄ↓［（ｍ－１）／２］，ｄ↓［１＋Ｎ＋（ｍ－１）／２］、ｄ↓［２＋Ｎ＋（ｍ－１）／２］、……、ｄ↓［Ｎ＋ｍ］为０，ｍ的取值取决于收发端最大的相对运动速度，多普勒测量的范围为－（１＋（ｍ－１）／２）／Ｔ≤Δｆ≤（１＋（ｍ－１）／２）／Ｔ；　（２）多普勒测量与修正　在接收端，利用ＦＦＴ对ＭＦＳＫ信号进行解调，先对接收 的射频信号降采样，为：　ｙ（ｎ）＝ｘ（ｎ）×ｅｘｐ（－ｊ２π×ｆ↓［０］×ｎ／ｆ↓［ｓ］）　（２）　ｚ（ｎ）＝ｈ（ｎ）＊ｙ（ｎ）　（３）　ｂ（ｎ）＝ｚ（Ｍｎ）　（４）　其中ｆ↓［０］为中心频率，ｆ↓［ｓ］为采样 频率，ｈ（ｎ）为低通滤波器系数，Ｍ为降采样因子，ｂ（ｎ）为获得的基频信号样本，采用Ｚｏｏｍ－ＦＦＴ，就是对感兴趣的多普勒测量谱线附近的频段进行放大，即频率分辨率提高，而其他频段，依然采用低频率分辨率，对ｂ（ｎ）进行Ｚｏｏｍ－ＦＦＴ处理为：　　ｙ↓［１、２］（ｎ）＝ｂ（ｎ）×ｅｘｐ（－ｊ２π×ｆ↓［ｍ１、２］×ｎＭ／ｆ↓［ｓ］）　（５）　ｚ↓［１、２］（ｎ）＝ｈ′（ｎ）＊ｙ↓［１、２］（ｎ）　（６）　ｂ↓［１、２］（ｎ）＝ｚ↓［１、２］（Ｌｎ）　（７）　 　ｄ↓［ｋ１、２］＝１／Ｎ＊ｂ↓［１、２］（ｎ）＊ｅｘｐ（ｊ２πｍ（ｎ－ｋ）／Ｎ）　（８）　其中ｆ↓［ｍ１、２］为多普勒测量谱线的频率，ｈ′（ｎ）为低通滤波器，带宽为２（１＋（ｍ－１）／２）／Ｔ，Ｌ为降采样因子，即多普勒测量周期， 找到ｄ↓［ｋ１、２］的最大值对应的位置ｋ′↓［１、２］，则：　δ↓［ｆ］＝ｆ↓［ｓ］／Ｍ／Ｌ　（９）　Δｆ↓［１、２］＝ｆ↓［...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：熊省军，周士弘，张国松，张宏滔，姜煜，李峰，田玲爱，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一五研究所，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]