具有强抗多途能力的移动水声通信信号处理方法

摘要

本发明涉及一种具有强抗多途能力的移动水声通信信号处理方法，其中包括发射机处理方法和接收机处理方法两部分，发射机处理方法包括纠错编码、数据打包、数字插值、基带成形滤波、上变频调制等操作；接收机处理方法包括数字滤波、帧同步判断、初步多普勒频移补偿、下变频解调、位同步判断、细微多普勒频移补偿、数字均衡、纠错解码等操作。本发明将同步判断、多普勒频移补偿、多途效应补偿等技术进行交织处理，保证系统能够在强多普勒频移环境下，实现信号的精确同步，并对强多普勒频移效应进行实时估计与补偿，所采用的盲均衡方法可以对水声信道时变多途效应进行有效跟踪补偿，从而大大提高了水声通信系统的整体稳定性和误码率性能，使其具有在移动中可靠通信的能力。

主权项

1.一种具有强抗多途能力的移动水声通信信号处理方法，包括发射机处理方法和接收机处理方法两部分，其中发射机处理方法包括纠错编码、数据打包、基带信号生成、上变频调制、LFM信号生成和通信帧信号生成操作，具体步骤是：1)产生周期性线性调频信号s₁(n)；2)对需要发送的数字信息s₂(n)进行纠错编码，得到编码后的数据s₃(n)；3)对数据s₃(n)打包，添加同步头和结束标志，并按照QPSK的相位关系，生成基带数字信息s₄(n)；4)对基带数字信息s₄(n)进行上变频调制，得到数字调制信号s₅(n)；5)按照约定好的通信数据帧结构，将数字调制信号s₅(n)与周期性线性调频信号s₁(n)进行组合，形成完整的数字发送信号s₆(n)；接收机处理方法包括数字滤波、下变频解调、帧同步判断、位同步判断、初步多普勒频移补偿、细微多普勒频移补偿、数字均衡、数据解包和纠错解码操作，具体步骤是：1)对100KHz采样的接收信号s′₆(n)，进行滤波，分离11KHz～12KHz的周期性线性调频信号s′₁(n)和12.25KHz～14.75KHz的数字调制信号s′₅(n)；2)利用周期性线性调频信号s′₁(n)进行帧同步判断，并对数字调制信号s′₅(n)进行初步多普勒频移补偿，得到补偿后的信号3)对补偿后的信号进行下变频解调，得到基带同相分量I_out(n)和正交分量Q_out(n)；4)利用基带同相分量I_out(n)和正交分量Q_out(n)中的m序列同步头，进行位同步判断，确定最佳的接收采样位置pos_b；5)以最佳的接收采样位置pos_b为起点，对基带同相分量I_out(n)、正交分量Q_out(n)进行细微多普勒频移补偿和数字均衡，去除多途效应，恢复出数字信息s′₄(n)；6)对数字信息s′₄(n)进行解包，去掉同步头和结束标志，并按照QPSK的相位关系，恢复出信号序列s′₃(n)；7)对信号序列s′₃(n)进行纠错解码，即得到发射机发送的数字信息s′₂(n)。