基于分?jǐn)?shù)階傅立葉變換的水聲信道多參數(shù)估計(jì)算法研究.pdf

1、由于海洋經(jīng)濟(jì)和海洋軍事的戰(zhàn)略地位,使得水聲通信技術(shù)成為當(dāng)今的研究熱點(diǎn)。為了保證水聲通信的可靠性和有效性,我們需要對(duì)水聲信道的多參數(shù)進(jìn)行估計(jì)。本論文選用的是數(shù)據(jù)輔助算法,采用的是Chirp信號(hào)。因此研究Chirp信號(hào)的檢測(cè)與參數(shù)估計(jì)對(duì)水下聲信道的多參數(shù)估計(jì)具有很重要的實(shí)用價(jià)值。
　　 本文在FRFT法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了深入的研究,采用Chirp信號(hào)作為水下的探測(cè)信號(hào),針對(duì)Chirp信號(hào)的兩種接收模型(恒k模型和變k模型),根據(jù)Chir

2、p信號(hào)與FRFT的聯(lián)系,對(duì)水聲信道的多參數(shù)進(jìn)行了估計(jì)。
　　 本文的工作首先是針對(duì)恒七模型提出了三種創(chuàng)新的水聲信道估計(jì)算法。(1)FRFT估計(jì)法:該方法的優(yōu)點(diǎn)是可以準(zhǔn)確的估計(jì)出多徑數(shù),并且時(shí)延估計(jì)比較準(zhǔn)確,頻偏估計(jì)也比較精確,不足在于只能估計(jì)多徑頻偏都相同的情況,并且需要預(yù)先精確知道直達(dá)波時(shí)延的位置。(2)雙Chirp信號(hào)估計(jì)法:該方法的優(yōu)點(diǎn)是不管多徑頻偏如何,我們都能估計(jì)出多徑數(shù)、多徑頻偏以及多徑時(shí)延。不足是FRFT陜速算法引

3、入了計(jì)算誤差,造成了頻偏和時(shí)延估計(jì)誤差較大,且計(jì)算量較大。(3)聯(lián)合估計(jì)法:該方法的優(yōu)點(diǎn)是不管多徑頻偏如何,我們都能精確的估計(jì)出多徑數(shù)、多徑頻偏以及多徑時(shí)延。不足是FRFT陜速算法引入的計(jì)算誤差,需要進(jìn)行小范圍搜索校正,信號(hào)處理算法復(fù)雜,計(jì)算量較大。
　　 其次針對(duì)變k模型又創(chuàng)新的提出了一種新穎的水聲信道估計(jì)算法Chirp基法和兩種基于FRFT水聲通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。(1)FRFT的Chirp基解法:該方法的優(yōu)點(diǎn)是精確的估

4、計(jì)出了多徑數(shù)、多徑頻偏以及多徑時(shí)延。采用FRFT的Chirp基特性來(lái)估計(jì)水聲信道多參數(shù),避免了FRFT陜速算法帶來(lái)的計(jì)算誤差,計(jì)算速度快,估計(jì)精度高,是一種可以實(shí)時(shí)處理的算法。(2)第一種數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu),適用于水況變化較快的水域,優(yōu)點(diǎn)是可以做到一包一估,數(shù)據(jù)傳輸可靠性更高,不足在于傳輸效率相對(duì)較低。(3)第二種數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu),適用于水況變化緩慢的水域,需要每隔一定時(shí)間發(fā)射一定脈寬的單頻信號(hào)估計(jì)信道的多徑頻偏,優(yōu)點(diǎn)是傳輸效率相對(duì)較高,不足在于數(shù)據(jù)