基于空子載波的OFDM多普勒補(bǔ)償技術(shù)在水聲通信中的應(yīng)用.pdf

1、OFDM水下通信憑借著其很高的頻譜利用率、有效的抗多途能力等優(yōu)點(diǎn)近年來(lái)在高速水聲通信中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,但是由于要求各子載波之間滿足嚴(yán)格的正交性,其性能受到時(shí)間精度和頻率精度的直接影響,因此研究OFDM的頻率同步方法具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和工程價(jià)值。本文利用空子載波和拋物線擬合相結(jié)合的方法,提出了一種計(jì)算量較少、便于應(yīng)用于工程的多普勒估計(jì)算法,并通過(guò)對(duì)湖上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果的處理驗(yàn)證了基于拋物線擬合多普勒估計(jì)算法的可行性與有效性。
　

2、　本文研究的兩種方法需要在發(fā)射的數(shù)據(jù)中插入空子載波來(lái)進(jìn)行多普勒估計(jì),此外在發(fā)送數(shù)據(jù)中加入的塊狀導(dǎo)頻信號(hào)來(lái)進(jìn)行接收端的信道估計(jì)用以提高整個(gè)通信系統(tǒng)的性能。在基于空子載波的多普勒估計(jì)方法中把一個(gè)OFDM符號(hào)中空子載波處的能量和作為目標(biāo)函數(shù),用不同的多普勒因子對(duì)其進(jìn)行搜索并采用帶有多普勒補(bǔ)償?shù)腄FT對(duì)空子載波位置求能量和,能量和的最低處所對(duì)應(yīng)的速度即為所估計(jì)的相對(duì)移動(dòng)速度。由于多普勒因子對(duì)應(yīng)的空子載波能量和曲線在其最低點(diǎn)處附近近似為拋物線形狀

3、,所以只要知道最低點(diǎn)附近三點(diǎn)的空子載波能量和即可以擬合出一條拋物線,求該拋物線的最低點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的速度就為所估計(jì)的相對(duì)移動(dòng)速度,這就是基于拋物線擬合的多普勒估計(jì)算法的實(shí)現(xiàn)方法。本文的兩種多普勒估計(jì)算法采用兩種不同的方式尋找到最低點(diǎn)附近的空子載波能量和,第一種就是采用間隔更大的多普勒粗測(cè)尋找到最低點(diǎn)并利用該點(diǎn)兩邊的兩點(diǎn)來(lái)進(jìn)行曲線擬合,第二種方法是采用了拷貝相關(guān)的方法在發(fā)送一幀數(shù)據(jù)的首尾加上線性調(diào)頻信號(hào),通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)壓縮的比例計(jì)算推算出大致的相對(duì)