一种用于水声通信MODEM的唤醒信号检测方法技术

本发明专利技术提供一种用于水声通信MODEM的唤醒信号检测方法。选择两个重复的平衡Gold序列生成的二相码信号作为唤醒信号，接收端通过采用多个不等长的相邻数据块对之间的滑动相关处理，最大相关值对应的数据块起始时刻为唤醒信号达到时间，最大相关值对应的数据块长度与发射的唤醒信号长度的差即为多普勒时间伸缩长度，从而实现了唤醒信号达到时间和多普勒时间伸缩长度的联合估计，当前的相关值由前一次相关值加上当前的相邻数据块对最末尾数据乘积并减去前一次的相邻数据块对最起始数据乘积获得，运算量远小于多个滑动拷贝相关器的运算量，可在水声MODEM休眠时处理器时钟频率较低条件下实时运行，具有较好的实用性。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种用于水声通信MODEM的唤醒信号检测方法，其特征在于：选择两个重复的平衡Gold序列生成的二相码信号作为唤醒信号，接收端先完成对唤醒信号到达时间和多普勒时间伸缩长度的联合估计，再利用多普勒估计结果选取对应多普勒时间伸缩长度的参考信号，利用到达时间估计结果截取接收信号，并进行带通降采样甚至欠采样处理，获得的信号与参考信号作滑动相关处理，通过比较相关值与预设门限完成唤醒信号检测，具体包括如下关键步骤：步骤一：从Gold序列族中选择“0”和“1”个数差1的序列即为平衡Gold序列，选中的平衡Gold序列重复一次，进行双极化处理，加矩形窗，与载波混频，取信号的实部，生成唤醒信号s(t):其中g(n)为平衡Gold序列的码片，Tc为码片周期，L为序列长度，wc为载波频率，G(t)为窗函数；步骤二：采用多个不等长的相邻数据块对之间的滑动相关处理进行唤醒信号到达时间和多普勒时间伸缩长度的联合估计，当前的相关值由前一次相关值加上当前的相邻数据块对最末尾数据乘积并减去前一次的相邻数据块对最起始数据乘积获得，如公式3、公式4，除计算初始时刻的相关值之外每个相关值计算仅含一次乘加和一次乘减运算，相比拷贝相关处理运算量大幅减少，R(n,k^)=Σm=nn+(M+k^)/2-1x(m-M-k^+1)x(m-M2-k^2+1)---(3)]]>R(n,k^)=R(n-1,k^)+x(n)x(n-M2-k^2)-x(n-M2-k^2)x(n-M-k^)---(4)]]>当和M→∞时，相关值最大，如公式5，通过寻找最大相关峰值对应的即为唤醒信号到达时间估计，即为多普勒时间伸缩长度估计；R(n0+M2+k2-1,k)=limM→∞Σm=0(M+k)/2-1x(n0+m)x(n0+m-M2-k2)]]>=limM→∞Σm=0(M+k)/2-1[s′(m,k)+w2(n0+m)][s′(m,k)+w3(n0+m-M2-k2)]]]>=limM→∞Σm=0(M+k)/2-1s′(m,k)s′(m,k)+limM→∞Σm=0(M+k)/2-1s′(m,k)w3(n0+m-M2-k2)+---(5)]]>limM→∞w2(n0+m)s′(m,k)+limM→∞w2(n0+m)w3(n0+m-M2-k2)]]>=Σm=0(M+k)/2-1s′(m,k)s′(m,k)]]>x(n)=w1(n)n=0,1,...,n0-1s′(n-n0,k2)+w2(n)n=n0,n0+1,...,n0+M2+k2-1s′(n-n0-M2-k2,k2)+w3(n)n=n0+M2+k2,n0+M2+k2+1,...,n0+M+k-1w4(n)n=n0+M+k,n0+M+k+1,...,N-1---(6)]]>公式6的x(n)为接收的数据，w1(n)、w2(n)、w3(n)和w4(n)互相独立噪声；公式7的s′(n)为仅含一个平衡Gold序列的二相码信号，Nc为每个码片的样本点数；为具有未知到达时间n0和未知多普勒伸缩时间长度等参数的信号，在间隔上是非0的；公式5还表明，提高采样率，则M越大，信号、噪声与噪声的相关量相对信号的自相关越小，可提高估计性能；步骤三：完成唤醒信号到达时间和多普勒时间伸缩长度的联合估计后，再对接收信号等间隔抽取降采样处理，如果唤醒信号中心频率与带宽比值较大，还可采用带通欠采样技术，降低采样点数M，从而减少步骤四的运算量；步骤四：在本地保存的多个不同多普勒时间伸缩长度的参考信号中，选取与步骤二多普勒估计结果对应的参考信号，并在步骤二估计的到达时间前后较小的时间范围内，将步骤三的降采样后的信号与参考信号滑动相关，通过比较最大相关值与预设门限大小完成唤醒信号的检测，如公式8，T′(x)=maxn0∈[n^0-m,n^0+m]Σn=n0n0+(M+k^)/2-1x(n)s′(n-n0,k^)---(8)]]>如果最大相关值大于门限则检测到唤醒信号，否则没有检测到唤醒信号。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：熊省军，张宏滔，朱小辉，高少波，王颖，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一五研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33