涂星滨1,2, 许肖梅1,2, 杨亮亮1,2, 邹哲光1,2, 张兰2
TU Xing-bin1,2, XU Xiao-mei1,2, YANG Liang-liang1,2, ZOU Zhe-guang1,2, ZHANG Lan2
1. College of Ocean and Earth Science, Xiamen University, Xiamen 361102, China;
2. Key Laboratory of Underwater Acoustic Communication and Marine Information Technology, Xiamen University Ministry of Education, Xiamen 361005, China
摘要:
由于水声信道的复杂性和多变性,信号在水声信道传播中将伴随着多径时延与多普勒频移,二者是水声信道估计中两个重要的参数。基于分数阶傅里叶变换(fractional Fourier transform, FRFT)的时延和频移特性,提出一种采用多分量线性调频(linear frequency modulated, LFM)信号的水声信道估计方法,通过分析分数阶傅里叶域上峰值的偏移,联立不同阶次的时延和频移方程,可得到水声信道的时延和频移值。理论推导及仿真结果表明,该方法计算量小,且随着LFM信号分量数和调频率差值的增大,能在一定程度上减小估计的时延误差和频移误差。水池实验中选用具有相反调频率的双LFM信号作为估计信号,估计出多径时延与运动目标的多普勒频移,并给出了水下目标的运动速度。实验结果表明,FRFT估计法简单有效,在水声信道多径时延与多普勒频移估计上具有较好的实际应用价值。