卢俊, 张群飞, 史文涛, 张玲玲

(西北工业大学 航海学院, 陕西 西安 710072)

水下探测通信一体化系统利用通信发射信号作为共享信号,在进行信息传输的同时实现目标主动探测[1]。相较于传统的主动声呐发射信号,通信发射信号具有持续时间长、发射声源级低的特点,为了提高一体化系统探测性能,可利用发射副本与目标回波进行互相关预处理。但由于目标和平台的相对运动、水声声速低以及水声通信信号带宽较宽等因素产生的多普勒效应严重[2],导致回波发生时频域扩展,从而降低了互相关处理增益,降低了目标参数估计性能。为了解决这个问题,需要对目标回波进行多普勒估计与补偿。

空中多普勒估计被广泛应用于无线电、激光测速等领域[3-5],而水下多普勒估计在被应用于声学多普勒测速仪[6-7]的同时,更为重要的应用是水声通信,因为多普勒效应恶化水声通信系统的码元同步和载频跟踪,导致误码率增加、接收性能下降[8]。文献[9]利用时域互相关估计法,在发射信号首尾插入对多普勒不敏感且相关性较强的信号,利用接收信号长度变化估计多普勒因子,但该算法受限于数据帧的帧长。针对时域互相关估计的局限性,文献[10]提出利用信号插值进行多普勒频移粗估计,然后采用信道均衡技术进一步消除多普勒效应。文献[11]以时域互相关估计进行粗估计,再利用固定频偏进行精补偿。文献[12]利用相关器获得信号的模糊函数,再通过信号的相关性估计多普勒频移。……