[发明专利]一种非合作相位编码水声通信信号自主辨识方法

摘要

本发明公开了一种非合作相位编码水声通信信号自主辨识方法，包括以下步骤：S10、获取待识别的非合作相位编码水声通信信号采样数据序列并对其幅度进行归一化；S20、对归一化以后的信号进行多次平方变换并同时去除变换中的直流成分，使得变换后的信号包含单频信号成分；S30、估计出S20中产生的单频信号成分频率；S40、根据估计的单频信号频率产生多路匹配信号，并分别与S20中得到的平方变换信号分别做匹配滤波处理，接着根据匹配滤波输出结果识别出相位编码水声通信信号的类型。该方法能够在较低信噪比环境下准确地识别出相位编码水声通信信号的调制类型，适合工程上对相位编码水声通信信号进行快速稳健辨识。

主权项

1.一种非合作相位编码水声通信信号自主辨识方法，其特征在于：包括以下步骤：S10、获取待识别的非合作相位编码水声通信信号采样数据序列，并对其幅度进行归一化，信号采样频率为f_s；S20、对归一化以后的信号进行多次平方变换并同时去除变换中的直流成分，使得处理后的信号包含单频信号成分；S30、估计出S20中产生的单频信号成分频率；S40、根据估计的单频信号频率产生多路匹配信号，并分别与S20中得到的平方变换且去除直流成分的信号分别做匹配滤波处理，接着根据匹配滤波结果识别出非合作相位编码水声通信信号调制类型；所述步骤S10中，从传感器接收N个采样点的实时采集数据，或者从存储器中提取从检测到信号时刻起始的N个采样点的数据，作为待识别的非合作相位编码水声通信信号数据序列x(n),n＝0,1,…,N‑1，并对x(n)幅度进行归一化，即：所述步骤S20包括以下步骤：S200、对x'(n)进行平方，得到平方之后的信号x'₂(n)，即x'₂(n)＝x'²(n),n＝0,1,2,…N‑1    (2)S201、对平方信号x'₂(n)进行傅里叶变换，求其频谱X'₂(f)，即：X'₂(f)＝FFT{x'₂(n)}    (3)其中f＝‑f_s/2,‑f_s/2+f_s/N,…,f_s/2‑f_s/N，FFT{·}表示求傅里叶变换运算，并令X'₂(0)＝0，从而去除了频谱中的直流成分，然后，对此时去除直流部分的X'₂(f)进行反傅里叶变换，得到x'₂(n)去除直流分量的之后的时域信号x″₂(n)，即：x″₂(n)＝IFFT{X'₂(f)}    (4)其中IFFT{·}表示求反傅里叶变换；对x'(n)进行多次S200、S201中的操作，并记每一次操作后得到的信号为x″_2i(n)，i＝1,2,…P，i表示操作的次数，P表示总次数；所述步骤S30包括以下步骤：S300、对步骤S20中得到的x″_2P(n)进行傅里叶变换，并取其幅度谱X″_2P(f)的正半频率部分，即：X″_2P(f)＝|FFT{x″_2P(n)}|,f＞0    (5)其中|·|表示求模值运算，并寻找X″_2P(f)谱峰处对应的最大频率点对应的点数索引k₀，即：k₀＝max(k)     (6)其中k表示X″_2P(f)每个谱峰处对应的离散频率点对应的离散点数索引，k的取值范围为1≤k≤N/2‑1，max{·}表示求最大值运算；S301、利用Rife插值算法估计X″_2P(f)中的单频信号成分频率其计算公式如下：当X″_2P(k₀+1)＞X″_2P(k₀‑1)时α＝1；当X″_2P(k₀+1)≤X″_2P(k₀‑1)时α＝‑1，α表示Rife插值算法的插值方向。