[发明专利]基于线性调频的水声抗多普勒多载波调制解调方法和装置

摘要

本发明公开了一种基于线性调频的水声抗多普勒多载波调制解调方法，包括以下步骤步骤1、调制发射端多载波；步骤2、估计多普勒频移因子；步骤3、接收端的解调。本发明还公开了一种基于线性调频的水声抗多普勒多载波调制解调方法的调制解调装置，包括相互连接的发射装置和接收装置。具有抗多普勒能力强、适用性广、实现方法的多样性、成本低、容易实现和效率高等优点。

主权项

基于线性调频的水声抗多普勒多载波调制解调方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、调制发射端多载波；步骤2、估计多普勒频移因子；步骤3、接收端的解调；多普勒效应对信号的影响是载波频率的偏移和时间宽度的压扩，其频偏Δf表示为：式中fc为载波频率，V声为声速，v为收发平台相对运动速度，θ为运动速度与信号传输方向的夹角；所述步骤1包括以下步骤：步骤1‑1、根据信道的特征，将可利用的带宽均匀或非均匀地分成N个相互正交的线性调频子载波，每个子载波表示为：Cn(t)＝Aαexp[j(2πfnt+kπt2+φn)]，  (公式2)其中，n＝1,2...N，fn为线性调频子载波的中心频率且fn＝n/T，其中，T为OFDM信号的符号长度Tsymbol，k的取值范围为：k>0，k为线性调频子载波的调频斜率，φn为初始相位；选取的这组线性调频子载波的调频斜率一致，中心频率间隔2π/T，得到：把要调制的比特数据按相位调制方式进行星座映射；步骤1‑2、将调制后的数据分成x组，每组包含N个相位数据，每一组数据记为符号Dxn，其中，x代表符号数，n＝1,2,…N；把一个符号内的数据分别调制到线性调频子载波C1(t)～CN(t)上,从C1(t)～CN(t)共N个载波，恰好对应一个符号的数据流，即Dx1调制到C1(t)，Dx2调制到C2(t)，依次类推，直到DxN调制到CN(t)，使N个同步的载波调制系统构成OFDM通信系统；步骤1‑3、把调制好的N个载波相加，得到符号载波S(t)：其中，Ts<t<Ts+T，Ts为符号的开始时间，T为一个符号的时长，表示要发送的数据，当di＝1时表示时长等于T的矩形信号，di＝0则表示幅度为0的矩形波，F[·]表示调制映射方式，采用相位调制，Aαexp[j(2πfn(t‑Ts)+kπ(t‑Ts)2+φn)]表示中心频率为fn，调频斜率为k，k的取值范围为：k>0，初始相位为φn的第n个子载波。