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FRFT在水声信道时延-频移联合估计中的应用
  • ISSN号:1001-506X
  • 期刊名称:系统工程与电子技术
  • 时间:2016
  • 页码:1666-1672
  • 期号:07
  • 便笺:11-2422/TN
  • 分类:TN929.3[电子电信—通信与信息系统;电子电信—信息与通信工程]
  • 作者地址:厦门大学海洋与地球学院;厦门大学水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室;
  • 作者机构:[1]厦门大学海洋与地球学院,福建厦门361102, [2]厦门大学水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室,福建厦门361005
  • 相关基金:国家自然科学基金(41176032,41376040)资助课题
中文摘要:

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。

英文摘要:

Because of the complexity and variability of the underwater acoustic(UWA)channel,signal transmitting in the UWA channel is accompanied with multi-path time-delay and Doppler frequency-shift,which are important parameters in UWA channel estimation.Based on the time-delay and frequency-shift characteristics of fractional Fourier transform(FRFT),a novel method of UWA channel estimation is proposed,using multi-component linear frequency modulated(LFM)signals.By analyzing the shift of signal peak in the fractional Fourier domain(FRFD)and solving the time-delay and frequency-shift errors equations of different orders,the time-delay and frequency-shift values can be figured out.The theoretical derivation and simulation results show that the time-delay and frequency-shift decrease to some extent with the increase of the number of LFM signals and the difference of frequency modulation rates using the proposed method,with low computational complexity.A pair of LFM signals with contrary frequency modulation rates is chosen to estimate the multi-path delay and Doppler frequency-shift in the pool experiment,and the velocities of underwater moving targets are presented.The experiment results demonstrate the proposed method is simple,effective and practical in the multi-path time delay and Doppler frequency-shift estimation.

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期刊信息
  • 《系统工程与电子技术》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国航天科工集团公司
  • 主办单位:中国航天科工防御技术研究院 中国宇航学会 中国系统工程学会
  • 主编:施荣
  • 地址:北京142信箱32分箱
  • 邮编:100854
  • 邮箱:xtgcydzjs@126.com
  • 电话:010-68388406
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-506X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2422/TN
  • 邮发代号:82-269
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,全国优秀科技期刊,中国科技论文统计用刊,中国期刊方阵“双百”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:34341