[發(fā)明專利]一種水聲二相調(diào)制直擴(kuò)信號(hào)基帶碼提取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210066504.4
• 申請(qǐng)日: 2012-03-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102611655A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王曉燕;方世良;安良;羅昕煒;姚帥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L25/02
• 分類號(hào): H04L25/02;H04L27/18
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，涉及一種水聲二相調(diào)制直擴(kuò)信號(hào)基帶碼的提取方法。

背景技術(shù)

在水聲通信與探測(cè)領(lǐng)域，二進(jìn)制移相鍵控(英文全稱Binary?Phase?Shift?Keying，簡(jiǎn)稱BPSK)是一種應(yīng)用非常廣泛的調(diào)制方式，不僅用于常規(guī)通信方式，也用于直接序列擴(kuò)頻方式，其特點(diǎn)是利用相位跳變來(lái)反映編碼的變化。水聲系統(tǒng)中，不僅需要對(duì)敵方發(fā)射的信號(hào)進(jìn)行截獲檢測(cè)，同時(shí)也希望對(duì)信號(hào)參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，獲得盡可能多的信息。對(duì)于相位調(diào)制直擴(kuò)信號(hào)的參數(shù)估計(jì)，國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中給出了載頻、偽碼周期、碼速率的估計(jì)方法，但對(duì)于基帶碼(載波調(diào)制前的“0”、“1”序列，對(duì)于二相調(diào)制，一般用“1”和“-1”來(lái)表示二進(jìn)制碼)序列提取的研究相對(duì)較少，該問(wèn)題一直是直擴(kuò)信號(hào)偵察研究中的一大難點(diǎn)，Burel?G、Bouder?C和我國(guó)的張?zhí)祢U等研究了基于矩陣分解的基帶碼序列估計(jì)方法，張?zhí)祢U在早期研究中還利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了碼序列的估計(jì)。矩陣分解的方法需要知道偽碼周期、碼率等參數(shù)，且計(jì)算量較大，不利于實(shí)時(shí)處理；而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法需要知道更多的先驗(yàn)信息，如偽碼周期、碼率以及偽碼起止時(shí)刻，而偽碼起止時(shí)刻的估計(jì)在非合作條件下是非常困難的。另外在水聲領(lǐng)域，水聲信道是一種時(shí)變、空變、頻變的復(fù)雜信道，經(jīng)過(guò)信道傳輸后的信號(hào)幅度、頻率、相位均產(chǎn)生畸變，而上述方法并沒(méi)有針對(duì)水聲信道的特殊性開(kāi)展研究。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問(wèn)題：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種水聲二相調(diào)制直擴(kuò)信號(hào)基帶碼的提取方法，該方法能夠在獲得載波頻率和偽碼速率估計(jì)后，通過(guò)基帶信號(hào)相位跳變獲得基帶波形的估計(jì)和基帶碼的提取，過(guò)程簡(jiǎn)單，所需先驗(yàn)信息較少。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一種水聲二相調(diào)制直擴(kuò)信號(hào)基帶碼的提取方法，該提取方法包括以下步驟：

第一步：獲取數(shù)據(jù)序列x(n)：接收長(zhǎng)度為N的實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)或提取N點(diǎn)存儲(chǔ)的現(xiàn)成數(shù)據(jù)作為待處理的數(shù)據(jù)序列x(n)，n＝0，1，2，L，N-1；

第二步：檢測(cè)和估計(jì)數(shù)據(jù)序列x(n)的載波頻率和偽碼速率：首先利用直擴(kuò)信號(hào)檢測(cè)方法檢測(cè)第一步的數(shù)據(jù)序列x(n)中是否存在二相直擴(kuò)信號(hào)，如果存在二相直擴(kuò)信號(hào)，則利用直擴(kuò)信號(hào)參數(shù)估計(jì)方法估計(jì)出數(shù)據(jù)序列x(n)的載波頻率和偽碼速率如果不存在二相直擴(kuò)信號(hào)，則返回第一步或結(jié)束操作；

第三步：提取基帶信號(hào)y(n)：利用第二步估計(jì)出的數(shù)據(jù)序列x(n)的載波頻率對(duì)數(shù)據(jù)序列x(n)進(jìn)行移頻處理，將x(n)搬移到基帶，得到基帶信號(hào)y(n)；

第四步：估計(jì)相位曲線利用式(1)對(duì)第三步提取的基帶信號(hào)y(n)估計(jì)相位曲線

式(1)

式(1)中，n＝0，1，L，N-1，tan^-1()為反正切函數(shù)；

第五步：通過(guò)平滑處理得到第一次平滑曲線利用式(2)對(duì)第四步估計(jì)的相位估計(jì)曲線進(jìn)行平滑處理，得到第一次平滑曲線

式(2)

在式(2)中，m＝0，L，N-1；M為平滑處理的窗長(zhǎng)，M為奇數(shù)，且M＜N；

第六步：通過(guò)平滑處理得到平滑曲線對(duì)第五步得到的第一次平滑曲線利用式(3)再次進(jìn)行平滑處理，得到平滑曲線

式(3)

在式(3)中，n＝0，L，N-1；M為平滑處理的窗長(zhǎng)，M為奇數(shù)，且M＜N；

第七步：估計(jì)基帶波形s(n)：根據(jù)第六步得到的平滑曲線的正負(fù)變換情況，估計(jì)基帶波形s(n)，即

第八步：對(duì)基帶波形s(n)進(jìn)行修正：根據(jù)碼片時(shí)間T_p，對(duì)s(n)進(jìn)行修正，得到修正后的基帶信號(hào)波形其中，碼片時(shí)間T_p為偽碼速率R_p的倒數(shù)；