[发明专利]一种移动OFDM水声通信信号的符号同步和多普勒补偿方法

摘要

本发明涉及一种移动OFDM水声通信信号的精确符号同步和多普勒补偿方法。首先利用帧头信号得到第一个OFDM符号起始位置的粗估计，提取符号，然后利用符号内的测频单频信号得到符号的多普勒扩展粗估计，利用Chirp-z变换将符号变换到频域，通过频域导频与本地导频的相关值作为代价函数，搜索符号的精确起始时刻和多普勒扩展量，然后用当前符号的起始位置推测下一个符号的起始位置，提取下一个符号，周而复始，直至一帧信号结束。本发明的多普勒测量和补偿方法基于Chirp-Z变换，测量和补偿精度高，可利用FFT实现Chirp-Z变换，实用性好，多普勒扩展的搜索方法采用先大步距，后小步距，搜索效率高，多普勒测量范围不受限制，可用于匀速运动，还可用于变速运动。

主权项

1.一种移动OFDM水声通信信号的符号同步和多普勒补偿方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：（1）在发射端，在每帧的起始使用一个帧头信号，用于第一个符号的粗同步，在每个OFDM符号频谱的外侧添加一根测频谱线，用于多普勒粗估计，在OFDM频域中插入伪随机序列[d₀,d₁,…,d_M-1]作为导频序列；（2）在接收端，采用副本相关法捕获帧头信号，计算帧头信号的达到时刻τ₀，由τ₀后推得到第一个OFDM符号的起始位的粗估计；（3）以为起始时刻取出一个OFDM符号，根据测频信号的频率偏移量，计算得到该符号内多普勒扩展或压缩量的粗估计（4）以和为搜索中心，设置时-频搜索区间，用Chirp-Z变换将OFDM信号变换到频域，提取伪随机导频序列，计算代价函数，并比较大小，使代价函数达到最大的和就是该符号的精确起始位置和多普勒扩展量，多普勒搜索分为两步，先以大步距搜索，再以小步距搜索；（5）根据步骤（4）中得到的符号起始时刻取出一个符号，进行Chirp-Z变换，得到多普勒补偿后的OFDM频域信号，然后进行信道估计和均衡，恢复出原始信息；（6）再以当前符号的起始时刻为基准，得到下一个OFDM符号的起始位置重复步骤（3）~（6），直至一帧信号结束。