专利名称：水声ofdm自适应搜索多普勒补偿方法
技术领域：
本发明涉及的是一种高速水声通信的补偿方法。
背景技术：
声波是水下唯一的可进行远程传输的信息载体，随着海洋开发的不断深入，对水下移动通信的传输效率和可靠性要求也越来越高。正交频分复用技术具有抗多径衰落、抗突发干扰等优点，并且适合于高速数据传输。OFDM符号实际上是多个经过调制的子载波信号之和，各子载波之间利用正交性来区分。然而如果存在子载波间的干扰，就会破坏这种正交性，导致系统性能下降。引起子载波间干扰的原因有多种，其中之一就是接收端与 发送端相对运动引起多普勒频偏，破坏子载波间正交性，导致解调错误。所以针对水声OFDM系统进行多普勒补偿是提高系统性能的关键。
现有的水声OFDM系统多普勒补偿技术，多采用块多普勒估计或单频信号测频方法估计多普勒频偏因子，然后通过变采样法对多普勒进行补偿。块多普勒估计是在数据帧的前后各插入一个已知信号，在接收端通过与本地信号进行相关处理测得接收数据帧的宽度，与发送数据帧长度比较测得多普勒频偏因子，其测量精度受已知信号的模糊度图的限制，即要求信号的时间带宽积足够大。单频信号测频方法是通过测量接收的CW信号频率， 与发送的CW信号频率进行比较测得多普勒频偏因子，其测量精度受CW信号脉冲长度的限制，且易受到噪声和多径干扰。发明内容
本发明的目的在于提供不易受到噪声和多径干扰的水声OFDM自适应搜索多普勒补偿方法。
本发明的目的是这样实现的
本发明水声OFDM自适应搜索多普勒补偿方法，其特征是
(I)采用CW信号作为训练序列进行多普勒频偏因子粗测定义多普勒频偏因子 μ d = v/c,其中V表示发送端与接收端的相对运动速度，c为声波在水中传播的速度,发送的CW信号频率为ft，接收的CW信号频率为f；，首先对接收的CW信号进行滤波，然后对其做傅里叶变换，再通过抛物线拟合法测得CW信号频率为又，则粗测的多普勒频偏因子 U = Ilft-I-,
(2)利用高倍DFT对多普勒频偏进行补偿发送的OFDM符号长度为N长度N不包括循环前、后缀长度，由于信号受到多普勒频偏的影响，使得OFDM符号的时域波形发生压缩或扩展，即一个完整的OFDM信号波形的采样点变成了 N'点，对接收的OFDM信号截取 N'点后做2n点DFT，根据测得的多普勒频偏因子重新计算出数据子载波的位置；
(3)将CW信号估计出的多普勒频偏因子μ作为初始条件，以均衡后的接收数据的 MSE作为代价函数进行搜索，直到计算出的MSE能够找到极小值
对OFDM时域符号进行截取之前，利用粗测的频偏因子μ重新计算OFDM符号长
权利要求
1.水声OFDM自适应搜索多普勒补偿方法，其特征是(1)采用CW信号作为训练序列进行多普勒频偏因子粗测定义多普勒频偏因子μd = v/c，其中V表示发送端与接收端的相对运动速度，c为声波在水中传播的速度，发送的CW信号频率为ft，接收的CW信号频率为f；，首先对接收的CW信号进行滤波，然后对其做傅里叶变换，再通过抛物线拟合法测得CW信号频率为I，则粗测的多普勒频偏因子# = J / -I；(2)利用高倍DFT对多普勒频偏进行补偿发送的OFDM符号长度为N长度N不包括循环前、后缀长度，由于信号受到多普勒频偏的影响，使得OFDM符号的时域波形发生压缩或扩展，即一个完整的OFDM信号波形的采样点变成了 N'点，对接收的OFDM信号截取N'点后做2n点DFT，根据测得的多普勒频偏因子重新计算出数据子载波的位置；(3)将CW信号估计出的多普勒频偏因子μ作为初始条件，以均衡后的接收数据的MSE 作为代价函数进行搜索，直到计算出的MSE能够找到极小值对OFDM时域符号进行截取之前，利用粗测的频偏因子μ重新计算OFDM符号长度，即
全文摘要
本发明的目的在于提供水声OFDM自适应搜索多普勒补偿方法，采用CW信号作为训练序列进行多普勒频偏因子粗测。利用高倍DFT对多普勒频偏进行补偿。以CW信号测得的多普勒频偏因子作为初始值，以补偿、均衡后的数据的均方误差为代价函数，不断调整因子大小进行搜索，直到满足条件。本发明克服了现有的块多普勒估计或单频信号测频方法测得的多普勒频偏因子均存在一定误差的缺点，同时还克服了若直接利用其测得的因子进行多普勒频偏补偿，会造成数据星座图的发散，即数据均方误差的增加的缺点。
文档编号H04L27/26GK102916922SQ20121038872
公开日2013年2月6日 申请日期2012年10月15日 优先权日2012年10月15日
发明者马雪飞, 乔钢, 孙宗鑫, 周锋, 刘淞佐, 马璐, 郑彩云, 章佳荣, 文明, 王玥 申请人:哈尔滨工程大学