[發明專利]一種水聲通信喚醒信號低功耗實時分段檢測方法

有效

• 申請號: 202011481259.4
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112583495B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 劉凇佐;劉亞男;喬鋼;顏宏璐;青昕
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H04B13/02
• 分類號: H04B13/02;H04B17/309;H04W52/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種水聲通信喚醒信號低功耗實時分段檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：信號發射端在通信頻帶內產生n個頻率不同、脈寬固定為T的單頻CW信號，n≥3，將這n個信號按設定的排列順序串聯組成喚醒信號并發送，其中第i個單頻信號的頻率為f_i；

步驟2：信號接收端設計一組并行n通道自適應Notch濾波器，其各通道中心頻率與待接收喚醒信號的頻點一一對應，設置濾波器自適應學習步長μ，在每一個濾波通道中，根據其中心頻率計算兩路正交參考信號并存入表格；

步驟3：信號接收端值班單元低功耗值守，實時接收并對信號分段檢測，處理的每段信號幀長為t，t＝T/m，正整數m為分幀系數，設置m值；接收端將每幀信號依次輸入并行n通道自適應Notch濾波器，其中第i個通道的中心頻率為f_i，每幀長度為t的信號經過第i個通道后輸出的包絡均值記為e_i，e_i在當前所有通道輸出的包絡均值之和中所占的比重記為s_i，即s_i＝e_i/∑e_i,i＝1,2,...,n；

步驟4：建立檢測矩陣M，行數為n、列數為n×m，步驟3中第一次計算的比重值s_i存入矩陣M的第i行、第1列；之后每一次的計算結果依次存入矩陣M的下一列中，直至完成n×m次計算，矩陣M被填滿，執行步驟5；

步驟5：檢測矩陣M被填滿后，開始進行對喚醒信號是否存在的判決，具體為：檢測矩陣中第i行的元素對應每幀處理信號中頻點f_i存在的概率，按照喚醒信號排列規律依次計算矩陣中對應的頻點元素和y_i，即：

其中，M_ij代表矩陣M中第i行、第j列的元素，將y_i作為檢測統計量；設置單個頻率能量門限為Th₁，總能量門限為Th₂，當[y₁,...y_i,...,y_n]中大于Th₁的頻點個數超過n/2且總和大于Th₂時，判為喚醒信號到達，進入步驟6；否則，判為不存在喚醒信號，將矩陣M中第一列元素移除，返回步驟4，將下一次的結果s_i繼續存入矩陣M的第i行、第n×m列；

步驟6：值班單元給工作系統上電，開始高功耗工作，工作結束后給工作系統斷電；同時，值班單元繼續進行下一次喚醒信號的檢測，將矩陣M清空，返回步驟4繼續更新檢測矩陣；直至系統被回收，值班單元停止檢測。