[发明专利]一种水声通信唤醒信号低功耗实时分段检测方法

权利要求书

1.一种水声通信唤醒信号低功耗实时分段检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：信号发射端在通信频带内产生n个频率不同、脉宽固定为T的单频CW信号，n≥3，将这n个信号按设定的排列顺序串联组成唤醒信号并发送，其中第i个单频信号的频率为f_i；

步骤2：信号接收端设计一组并行n通道自适应Notch滤波器，其各通道中心频率与待接收唤醒信号的频点一一对应，设置滤波器自适应学习步长μ，在每一个滤波通道中，根据其中心频率计算两路正交参考信号并存入表格；

步骤3：信号接收端值班单元低功耗值守，实时接收并对信号分段检测，处理的每段信号帧长为t，t＝T/m，正整数m为分帧系数，设置m值；接收端将每帧信号依次输入并行n通道自适应Notch滤波器，其中第i个通道的中心频率为f_i，每帧长度为t的信号经过第i个通道后输出的包络均值记为e_i，e_i在当前所有通道输出的包络均值之和中所占的比重记为s_i，即s_i＝e_i/∑e_i,i＝1,2,...,n；

步骤4：建立检测矩阵M，行数为n、列数为n×m，步骤3中第一次计算的比重值s_i存入矩阵M的第i行、第1列；之后每一次的计算结果依次存入矩阵M的下一列中，直至完成n×m次计算，矩阵M被填满，执行步骤5；

步骤5：检测矩阵M被填满后，开始进行对唤醒信号是否存在的判决，具体为：检测矩阵中第i行的元素对应每帧处理信号中频点f_i存在的概率，按照唤醒信号排列规律依次计算矩阵中对应的频点元素和y_i，即：

其中，M_ij代表矩阵M中第i行、第j列的元素，将y_i作为检测统计量；设置单个频率能量门限为Th₁，总能量门限为Th₂，当[y₁,...y_i,...,y_n]中大于Th₁的频点个数超过n/2且总和大于Th₂时，判为唤醒信号到达，进入步骤6；否则，判为不存在唤醒信号，将矩阵M中第一列元素移除，返回步骤4，将下一次的结果s_i继续存入矩阵M的第i行、第n×m列；

步骤6：值班单元给工作系统上电，开始高功耗工作，工作结束后给工作系统断电；同时，值班单元继续进行下一次唤醒信号的检测，将矩阵M清空，返回步骤4继续更新检测矩阵；直至系统被回收，值班单元停止检测。