[發(fā)明專利]一種水聲通信喚醒信號(hào)低功耗實(shí)時(shí)分段檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011481259.4
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號(hào): CN112583495B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉凇佐;劉亞男;喬鋼;顏宏璐;青昕
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B13/02
• 分類號(hào): H04B13/02;H04B17/309;H04W52/02
• 代理公司: 暫無信息
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1.一種水聲通信喚醒信號(hào)低功耗實(shí)時(shí)分段檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：信號(hào)發(fā)射端在通信頻帶內(nèi)產(chǎn)生n個(gè)頻率不同、脈寬固定為T的單頻CW信號(hào)，n≥3，將這n個(gè)信號(hào)按設(shè)定的排列順序串聯(lián)組成喚醒信號(hào)并發(fā)送，其中第i個(gè)單頻信號(hào)的頻率為f_i；

步驟2：信號(hào)接收端設(shè)計(jì)一組并行n通道自適應(yīng)Notch濾波器，其各通道中心頻率與待接收喚醒信號(hào)的頻點(diǎn)一一對應(yīng)，設(shè)置濾波器自適應(yīng)學(xué)習(xí)步長μ，在每一個(gè)濾波通道中，根據(jù)其中心頻率計(jì)算兩路正交參考信號(hào)并存入表格；

步驟3：信號(hào)接收端值班單元低功耗值守，實(shí)時(shí)接收并對信號(hào)分段檢測，處理的每段信號(hào)幀長為t，t＝T/m，正整數(shù)m為分幀系數(shù)，設(shè)置m值；接收端將每幀信號(hào)依次輸入并行n通道自適應(yīng)Notch濾波器，其中第i個(gè)通道的中心頻率為f_i，每幀長度為t的信號(hào)經(jīng)過第i個(gè)通道后輸出的包絡(luò)均值記為e_i，e_i在當(dāng)前所有通道輸出的包絡(luò)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(shù)為n、列數(shù)為n×m，步驟3中第一次計(jì)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(jì)算結(jié)果依次存入矩陣M的下一列中，直至完成n×m次計(jì)算，矩陣M被填滿，執(zhí)行步驟5；

步驟5：檢測矩陣M被填滿后，開始進(jìn)行對喚醒信號(hào)是否存在的判決，具體為：檢測矩陣中第i行的元素對應(yīng)每幀處理信號(hào)中頻點(diǎn)f_i存在的概率，按照喚醒信號(hào)排列規(guī)律依次計(jì)算矩陣中對應(yīng)的頻點(diǎn)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(tǒng)計(jì)量；設(shè)置單個(gè)頻率能量門限為Th₁，總能量門限為Th₂，當(dāng)[y₁,...y_i,...,y_n]中大于Th₁的頻點(diǎn)個(gè)數(shù)超過n/2且總和大于Th₂時(shí)，判為喚醒信號(hào)到達(dá)，進(jìn)入步驟6；否則，判為不存在喚醒信號(hào)，將矩陣M中第一列元素移除，返回步驟4，將下一次的結(jié)果s_i繼續(xù)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(tǒng)上電，開始高功耗工作，工作結(jié)束后給工作系統(tǒng)斷電；同時(shí)，值班單元繼續(xù)進(jìn)行下一次喚醒信號(hào)的檢測，將矩陣M清空，返回步驟4繼續(xù)更新檢測矩陣；直至系統(tǒng)被回收，值班單元停止檢測。