林聪仁，原玉婷，孙海信，齐洁，古叶

(厦门大学 信息科学与技术学院， 福建 厦门 361005)



双曲调频信号的级联原子库参数估计

林聪仁，原玉婷，孙海信，齐洁，古叶

(厦门大学 信息科学与技术学院， 福建 厦门 361005)

摘要：为降低水下通信中出现的多径和多普勒效应，提高水下目标探测精度，采用双曲调频信号作为探测信号,利用双曲调频信号(hyperbolic modulation frequency, HFM)时频变化具有双曲线的特征，通过建立HFM信号时间-尺度级联原子库模型，在原子库中寻找最优解，进而对HFM信号的两个频率变化因子进行估计。计算机仿真和水池实验的结果均证明，相较于现在常用的小波-拉东变换(wavelet-Radon)估计方法，本方法的均方根误差小于1%，因此在水下目标探测中有较大的应用价值。

关键词：水声通信系统；级联原子库；双曲调频信号；参数估计；时间-尺度原子；小波-拉东变换

网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1390.u.20160127.1137.028.html

非平稳信号由于具有频率时变、截获概率低等技术特点，因此在雷达、声呐和无线通信领域得到广泛应用[1-2]。双曲调频(hyperbolic modulation frequency, HFM)信号是一种典型的非平稳信号，在时频平面中呈现双曲线形状，在多径情况下仅造成双曲线的水平移动，而不会造成信号失真，从而能有效地对信号进行时频分析[3]；不仅如此，HFM信号是多普勒不变信号，因此可以将其作为导频信号来计算恶劣水声通信环境中的多普勒偏移，从而实现系统同步[4-5]。这些优点使得HFM信号成为水下通信以及无线通信领域的研究热点。通过计算信号的瞬时频率来进行HFM信号的检测[6]，可以减少计算量，但是并未给出具体参数估计的过程，因此只能用于HFM信号探测，而不能用于信号解调；……