[发明专利]一种调频水声通信系统的自动实时帧同步方法

摘要

一种调频水声通信系统的自动实时帧同步方法，涉及水声通信。在发射端，顺序发射固定时长的粗同步信号和细同步信号；在接收端，对从换能器端实时采集到的水声信号先以步长L作滑动FFT，根据每次频谱图中F(f1)值先增后减的趋势，自动判决粗同步，用接收到的粗同步信号计算信道对信号的衰减系数a(t)、自动调整细同步门限b，并估算细同步信号的大概时间起点c，最后根据调整后的细同步门限b，再对从起点c采集的水声信号进行互相关运算获得细同步。采用DSP的DMA模块设置乒乓缓冲，无需DSP干预即可存储由AD采集的水声信号，实现对起伏水声信道中同步信号的自动实时跟踪，运算量小，占用存储器资源少。

主权项

一种调频水声通信系统的自动实时帧同步方法，其特征在于包括以下步骤：1）对换能器端接收到的水声信号做实时数字处理，设其采样率为fs，以步长L做滑动FFT处理；2）对每次频谱图中f1频点处值F(f1)做趋势判断，若该值随着滑动处理经过数次连续增加后出现减小的趋势，则判为粗同步信号到达，此时记录最后一次增加时的值Fmax（f1）和滑动次数k，计算转入步骤3），否则返回步骤1）；3）根据Fmax（f1）计算信号衰减系数a(t)、自动调整细同步门限b并估算同步信号中的细同步信号的起点c；4）从起点c处截取信号r(n)与本地存储的细同步信号s(n)作互相关处理，得到相关函数C(n)；5）比较C(n)的最大值与门限b，若小于门限b，则计算转入步骤6），若大于门限b，则计算转入步骤8）；6）若相关运算次数超过3次，则转入步骤1），若小于3次，则转入步骤7）；7）丢弃信号r(n)的前m点，并将新采集的m点信号补充到r(n)后面，计算相关函数C(n)，转入步骤5）；8）查找相关峰位置d，以此作为同步信号到达的准确时间起点。