基于波束赋形和多普勒因子多级补偿技术的定时同步方法技术

本发明专利技术公开了基于波束赋形和多普勒因子多级补偿技术的定时同步方法，首先向发送端发送一个帧头和帧尾均为接收端已知的双曲调频信号的数据帧；接收端对接收信号进行波束赋形，将接收信号分割到相互正交的N个角域子空间上；计算出相应的补偿角度和多普勒预补偿因子，对各个子空间上的信号进行多普勒因子预补偿，并将其与本地的双曲调频信号做相关运算，估出残余多普勒因子；对多普勒预补偿的信号进行二级补偿，得到二级补偿后的信号并将其与本地的双曲调频信号做自相关运算，得出同步位置。本发明专利技术利用残余多普勒因子对预补偿后的接收信号进行二级补偿，再与本地相关信号做相关运算，得出同步位置，从而提高了水下通信的同步单元的性能。

Timing synchronization method based on beam shaping and multi-level compensation of Doppler factor

【技术实现步骤摘要】
基于波束赋形和多普勒因子多级补偿技术的定时同步方法
本专利技术涉及水声通信环境下接收机同步系统领域，尤其涉及基于波束赋形和多普勒因子多级补偿技术的定时同步方法。
技术介绍
水声通信技术是通信
中的一个重要研究内容，是当前海洋军事中关键的技术。近年来，随着各国海洋战略的确立以及海洋资源的深度开发，水下通信需求急剧增长，使得如何实现高速可靠的水声通信成了研究的重点。但水声信道与空气中的无线通信信道有很大的区别，在海洋中，传输媒介是导电能力很强的海水，而在空气中传输的光波或者电磁波在海水中传输会产生极大的损耗，严重影响通信的质量。另一方面，由于信息传输的损耗与光波和电磁波的频率有关，导致传输的距离很短，严重的影响了水下远程通信的需求和发展。于是相对频率较低的声波成了水下通信的最佳载体，也是目前在水下通信中实现远距离无线通信的唯一手段。然而复杂的海洋环境、有限的传输带宽、传输过程中时域变换、空间变换、频域变换等效应的干扰，给水声通信带来巨大的困难。另外，声波在水中的传输速度只有1500m/s，极低的传播速度使水声通信面临着比空气中的无线通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于波束赋形和多普勒因子多级补偿技术的定时同步方法，其特征在于，/n步骤1：发送端发送一个帧头和帧尾均为接收端已知的双曲调频信号的数据帧；/n步骤2：接收端对接收信号进行波束赋形，将接收信号分割到相互正交的N个角域子空间上；/n步骤3：根据各个子空间上的波束赋形参数计算出相应的补偿角度θ

【技术特征摘要】
1.基于波束赋形和多普勒因子多级补偿技术的定时同步方法，其特征在于，
步骤1：发送端发送一个帧头和帧尾均为接收端已知的双曲调频信号的数据帧；
步骤2：接收端对接收信号进行波束赋形，将接收信号分割到相互正交的N个角域子空间上；
步骤3：根据各个子空间上的波束赋形参数计算出相应的补偿角度θk，并计算多普勒预补偿因子对各个子空间上的信号进行多普勒因子预补偿；
步骤4：接收端利用相关器对多普勒因子预补偿的信号与本地的双曲调频信号做相关运算，估出残余多普勒因子
步骤5：利用估出的残余多普勒因子对多普勒预补偿的信号进行二级补偿，得到二级补偿后的信号；
步骤6：用相关器对二次补偿后的信号与本地的双曲调频信号做自相关运算，得出同步位置。


2.如权利要求1所述的基于波束赋形和多普勒因子多级补偿技术的定时同步方法，其特征在于，
步骤1具体还包括：发送端发送一个帧头和帧尾均为接收端已知的双曲调频信号的数据帧s(t)，经过水声信道得到接收信号，即
r(t)＝s((1+α)t)；
其中，s(t)是发送信号，r(t)是接收信号，α为多普勒因子。


3.如权利要求1或2所述的基于波束赋形和多普勒因子多级补偿技术的定时同步方法，其特征在于，
步骤2具体还包括：接收端对接收信号进行波束赋形，将接收信号分割到相互正交的N个角域子空间上，即
U＝[φ1φ2...φN]；
其中，U为子空间的角度范围集合，N为子空间个数的天线数，φk为第k个子空间的角度范围，ηk∈[0,2π]。


4.如权利要求3所述的基于波束赋形和多普勒因子多级补偿技术的定时同步方法，其特征在于，
步骤3具体还包括：根据各个子空间上的波束赋形参数计算出相应的补偿角度θk并计算出预补偿多普勒因子对各个子空间...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾嵘，陈晓艳，包建荣，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33