[发明专利]水声多普勒估计方法及装置、水声通信方法及系统

权利要求书

1.一种基于双曲调频信号的多普勒估计方法，其特征在于包括

发射端步骤：

在发射端，发射分段信号

其中，x(t)是双曲调频信号，T表示信号持续时间，是第一段双曲调频信号，是第二段双曲调频信号，若第一段双曲调频信号为降双曲调频信号，则第二段双曲调频信号为升双曲调频信号；若第一段双曲调频信号为升双曲调频信号，则第二段双曲调频信号为降双曲调频信号；T_g表示两信号之间的发射时间间隔，T_g≥0；

接收端步骤：

在接收端，接收信号分别送入第一段双曲调频信号和第二段双曲调频信号的相关器进行匹配滤波，第一段双曲调频信号的匹配滤波输出与第二段双曲调频信号的匹配滤波输出进行重相关，从而得到第一段双曲调频信号的匹配滤波输出和第二段双曲调频信号的匹配滤波输出的整体相对时移

依据以下公式估计多普勒因子

其中，f_l和f_h分别是第二段双曲调频信号的扫频起始频率和扫频终止频率。

2.如权利要求1所述的多普勒估计方法，其特征在于重相关时，使用第一段双曲调频信号的整段匹配滤波输出与第二段双曲调频信号的整段匹配滤波输出进行重相关。

3.如权利要求1所述的多普勒估计方法，其特征在于重相关时，截取第一段双曲调频信号的匹配滤波输出中的包含两个或多个大幅度多径信道对应的相关峰的一段数据作为主相关峰数据，与第二段双曲调频信号的整段匹配滤波输出进行重相关；或者重相关时，截取第二段双曲调频信号的匹配滤波输出中的包含两个或多个大幅度多径信道对应的相关峰的一段数据作为主相关峰数据，与第一段双曲调频信号的整段匹配滤波输出进行重相关。

4.如权利要求1所述的多普勒估计方法，其特征在于重相关时，截取第一段双曲调频信号的匹配滤波输出中的最高相关峰前后的数据作为主相关峰数据与第二段双曲调频信号的整段匹配滤波输出进行重相关；或者重相关时，截取第二段双曲调频信号的匹配滤波输出中的最高相关峰前后的数据作为主相关峰数据与第一段双曲调频信号的整段匹配滤波输出进行重相关，截取的长度根据信道长度确定。

5.一种基于双曲调频信号的多普勒估计装置，其特征在于，该装置根据发送端发送的分段信号进行多普勒估计，所述分段信号为

其中，x(t)是双曲调频信号，T表示信号持续时间，是第一段双曲调频信号，是第二段双曲调频信号，若第一段双曲调频信号为降双曲调频信号，则第二段双曲调频信号为升双曲调频信号；若第一段双曲调频信号为升双曲调频信号，则第二段双曲调频信号为降双曲调频信号；T_g表示两信号之间的发射时间间隔，T_g≥0；

所述多普勒估计装置包括三个相关器和一个多普勒因子计算模块，其中，

第一相关器，用于接收信号和第一双曲调频信号0≤t≤T进行匹配滤波；

第二相关器，用于接收信号和第二双曲调频信号0≤t≤T进行匹配滤波；

第三相关器，用于将第一段双曲调频信号的匹配滤波输出与第二段双曲调频信号的匹配滤波输出进行重相关，得到第一段双曲调频信号的匹配滤波输出和第二段双曲调频信号的匹配滤波输出的整体相对时移

多普勒因子计算模块，依据以下公式估计多普勒因子

其中，f_l和f_h分别是第二段双曲调频信号的扫频起始频率和扫频终止频率。

6.如权利要求5所述的多普勒估计装置，其特征在于第三相关器使用第一段双曲调频信号的整段匹配滤波输出与第二段双曲调频信号的整段匹配滤波输出进行重相关。