[發(fā)明專利]水聲擴(kuò)頻通信中的基于相關(guān)峰位置信息的時(shí)間同步方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310671506.0
• 申請(qǐng)日: 2013-12-10
• 公開（公告）號(hào): CN103701489A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張剛強(qiáng);宋軍;劉平香
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團(tuán)公司第七二六研究所
• 主分類號(hào): H04B1/7073
• 分類號(hào): H04B1/7073
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種時(shí)間同步方法，特別是涉及一種水聲擴(kuò)頻通信中的基于相關(guān)峰位置信息的時(shí)間同步方法。

背景技術(shù)

擴(kuò)頻通信具有抗多徑、抗干擾、易組網(wǎng)等特點(diǎn)，在淺海信道條件下得到了廣泛應(yīng)用，同時(shí)由于擴(kuò)頻通信具有擴(kuò)頻增益，在低信噪比遠(yuǎn)程水聲遙控中也得到了應(yīng)用。時(shí)間同步是包括擴(kuò)頻通信在內(nèi)的通信系統(tǒng)接收端正確解碼的前提。同其他水聲通信系統(tǒng)一樣，擴(kuò)頻通信的時(shí)間同步的現(xiàn)有方法是采用外同步法，即在碼元信號(hào)前置一個(gè)輔助的同步頭信號(hào)，例如線性調(diào)頻信號(hào)，雙曲調(diào)頻信號(hào)等。接收端將信號(hào)逐點(diǎn)移位通過匹配濾波器，當(dāng)匹配濾波器輸出信號(hào)幅度超過設(shè)定的門限時(shí)，即認(rèn)為時(shí)間同步完成。這種方法的缺點(diǎn)是：一，采用輔助同步頭，降低了傳輸速度，同時(shí)在組網(wǎng)場合，尋找大量正交的同步頭信號(hào)也有一定的困難；二，采用逐點(diǎn)移位，每個(gè)采樣周期都要進(jìn)行一次匹配濾波運(yùn)算，這對(duì)平臺(tái)的計(jì)算能力提出了較高的要求以滿足實(shí)時(shí)性；三，采用幅度門限判決，需要提前發(fā)送一段訓(xùn)練的同步頭信號(hào)來獲取門限，當(dāng)改變海區(qū)、收發(fā)位置和距離或其他條件時(shí)，需要重新獲取門限，帶來了操作的復(fù)雜性，同時(shí)由于干擾信號(hào)的存在、水聲信道的時(shí)變性，容易產(chǎn)生時(shí)間同步的虛觸發(fā)或漏觸發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種水聲擴(kuò)頻通信中的基于相關(guān)峰位置信息的時(shí)間同步方法，其不增加信號(hào)報(bào)頭，易于組網(wǎng)，對(duì)平臺(tái)計(jì)算能力要求不高，操作簡便，不易產(chǎn)生虛觸發(fā)或漏觸發(fā)。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的：一種水聲擴(kuò)頻通信中的基于相關(guān)峰位置信息的時(shí)間同步方法，其特征在于，其包括以下步驟：

步驟S1，接收端參數(shù)初始化，令第一處理信號(hào)塊變量r_{process_prev}(k)和第二處理信號(hào)塊變量r_process(k)為全0序列，采樣點(diǎn)數(shù)為2倍碼元時(shí)間采樣點(diǎn)數(shù)，第一位置變量pos_1初始值為0，第二位置變量pos_2初始值為0；

步驟S2，接收端采集一個(gè)碼元時(shí)間寬度的信號(hào)，更新第一處理信號(hào)塊變量r_{process_prev}(k)和第二處理信號(hào)塊變量r_process(k)；

步驟S3，第二處理信號(hào)塊變量r_process(k)與本地同步參考信號(hào)s_ref(k)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，可通過r_process(k)與本地同步參考信號(hào)的反轉(zhuǎn)序列s_{ref_fliplr}(k)的圓周卷積運(yùn)算得到；

步驟S4，計(jì)算圓周卷積運(yùn)算結(jié)果y(k)的峰值位置；將第二位置變量pos_2的值賦予第一位置變量pos_1，將y(k)的峰值位置值賦予pos_2；

步驟S5，判斷pos_1和pos_2的差值是否小于一定偏差容許范圍，即判斷是否滿足以下條件：

條件一：|pos_1-pos_2|<Len/50；

條件二：||pos_1-pos_2|-Len<Len/50；

條件三：pos_1<Len；

如果條件一或者條件二成立，并且條件三成立，則轉(zhuǎn)到步驟S6，進(jìn)行進(jìn)一步判決；否則轉(zhuǎn)到步驟S2；

步驟S6，取r_{process_prev}(k)中以pos_1為起點(diǎn)、長度為Len的一段信號(hào)，記為第一碼元信號(hào)s₁(k)；取r_process(k)中以pos_2為起點(diǎn)、長度為Len的一段信號(hào)，記為第二碼元信號(hào)s₂(k)；

步驟S7，第一碼元信號(hào)s₁(k)與本地解調(diào)參考信號(hào)的反轉(zhuǎn)序列s_fliplr(k)進(jìn)行圓周卷積計(jì)算，計(jì)算第三位置變量pos_max_1；第二碼元信號(hào)s₂(k)與s_fliplr(k)進(jìn)行圓周卷積計(jì)算，計(jì)算第四位置變量pos_max_2；

步驟S8，判斷pos_max_1、pos_max_2離信號(hào)起始或結(jié)束位置一定偏差容許范圍。

優(yōu)選地，所述步驟S2塊處理采用乒乓緩沖機(jī)制。

優(yōu)選地，所述步驟S3中的相關(guān)運(yùn)算采用任何形式的快速運(yùn)算算法。

優(yōu)選地，所述步驟S5包括以下三個(gè)判斷條件：

條件一：|pos_1-pos_2|<Len/50；

條件二：||pos_1-pos_2|-Len<Len/50；

條件三：pos_1<Len；

優(yōu)選地，所述步驟S8包括以下四個(gè)判斷條件：