[发明专利]水声OFDM多普勒因子精确估计方法

权利要求书

1.一种水声OFDM多普勒因子精确估计方法，其特征在于，该方法基于水声OFDM通信系统信号帧结构，所述帧结构包括待传输数据、同步码，所述同步码由前同步码和CW单频信号组成，帧结构依次为前同步码、保护间隔、CW单频信号、保护间隔、待传输数据，所述前同步码包括两个完全相同的已知OFDM符号α和其对应的循环前缀CP_p，它独立于传输数据部分的OFDM符号及其循环前缀；

所述水声OFDM多普勒因子精确估计方法，包括以下步骤：

步骤S1：接收信号进入带通滤波器，滤除带外噪声；

步骤S2：带通信号经过下变频变换成其对应的基带信号r(t)；

步骤S3：对基带信号r(t)进行定时同步；

步骤S4：提取OFDM帧结构中的CW单频信号；

步骤S5：根据步骤S4所提取的CW单频信号，估计其信号频率f_s'，即进行第一次多普勒因子初步估计，得到估计结果f_s为收发双方都已知的CW单频信号频率；

步骤S6：用2K₁+1个自相关器估计r(t)中前同步码的周期，其中K₁表征了自相关器的搜索范围，得到输出结果最大的自相关器(设为第i个自相关器)的时延估计即为前同步码的周期，其中i表示所求自相关器的序数，T'_i表示第i个自相关器的时延；

步骤S7：由步骤S5和步骤S6的结果，计算第二次多普勒因子估计值Δ₁表示第二次多普勒估计中自相关器的搜索步长；

步骤S8：用2K₂+1个互相关器，其中K₂表征互相关器的搜索范围，通过步骤S7的估计结果来设置互相关器参数，包括如下的搜索范围设定：

a2∈{a^1-K2Δ2,...,a^1-2Δ2,a^1-Δ2,a^1,a^1+Δ2,a^1+2Δ2,...,a^1+K2Δ2}]]>

式中Δ₂表示第三次多普勒估计中互相关器的搜索步长，还进行第j个互相关器的预置信号设定：其中a_j表示第j个互相关器的预置多普勒因子，s(t)表示发射信号，*表示复数共轭，f_c为载波频率；

接着对r(t)和设定的预置信号进行互相关，找出输出结果最大的互相关器，设为第j个，得到第三次多普勒因子估计值

综合三次多普勒估计，第三次的估计值就是最终的精确多普勒因子估计值，即：

a^=a^2=a^1+iΔ1+jΔ2.]]>

2.如权利要求1所述的水声OFDM多普勒因子精确估计方法，其特征在于，步骤S6和S7进行第二次多普勒估计所采用的自相关法以及步骤S8进行第三次多普勒估计所采用的互相关法均为线性相关方法，用数字信号处理算法中的圆周相关来代替线性相关，并用快速傅里叶变换计算。