专利名称：一种水声二相调制直扩信号基带码提取方法
技术领域：
本发明属于信号处理技术领域，具体来说，涉及一种水声二相调制直扩信号基带码的提取方法。
背景技术：
在水声通信与探测领域，二进制移相键控(英文全称Binary Phase Shift Keying,简称BPSK)是一种应用非常广泛的调制方式，不仅用于常规通信方式，也用于直接序列扩频方式，其特点是利用相位跳变来反映编码的变化。水声系统中，不仅需要对敌方发射的信号进行截获检测，同时也希望对信号参数进行估计，获得尽可能多的信息。对于相位调制直扩信号的参数估计，国内外文献中给出了载频、伪码周期、码速率的估计方法，但对于基带码(载波调制前的“O”、“ I ”序列，对于二相调制，一般用“ I ”和“-I ”来表示二进制码)序列提取的研究相对较少，该问题一直是直扩信号侦察研究中的一大难点，Burel G、 Bouder C和我国的张天骐等研究了基于矩阵分解的基带码序列估计方法，张天骐在早期研究中还利用神经网络实现了码序列的估计。矩阵分解的方法需要知道伪码周期、码率等参数，且计算量较大，不利于实时处理；而神经网络方法需要知道更多的先验信息，如伪码周期、码率以及伪码起止时刻，而伪码起止时刻的估计在非合作条件下是非常困难的。另外在水声领域，水声信道是一种时变、空变、频变的复杂信道，经过信道传输后的信号幅度、频率、相位均产生畸变，而上述方法并没有针对水声信道的特殊性开展研究。
发明内容
技术问题本发明所要解决的技术问题是提供一种水声二相调制直扩信号基带码的提取方法，该方法能够在获得载波频率和伪码速率估计后，通过基带信号相位跳变获得基带波形的估计和基带码的提取，过程简单，所需先验信息较少。技术方案为解决上述技术问题，本发明采用的一种水声二相调制直扩信号基带码的提取方法，该提取方法包括以下步骤第一步获取数据序列χ (η):接收长度为N的实时采集数据或提取N点存储的现成数据作为待处理的数据序列χ(η)，η = 0，1，2，L，N-I ；第二步检测和估计数据序列χ (η)的载波频率和伪码速率首先利用直扩信号检测方法检测第一步的数据序列x(n)中是否存在二相直扩信号，如果存在二相直扩信号，则利用直扩信号参数估计方法估计出数据序列χ (η)的载波频率和伪码速率;如果不存在二相直扩信号，则返回第一步或结束操作；第三步提取基带信号y (η):利用第二步估计出的数据序列χ(η)的载波频率又， 对数据序列χ (η)进行移频处理，将χ (η)搬移到基带，得到基带信号y (η)；第四步估计相位曲线:利用式(I)对第三步提取的基带信号y (η)估计相位曲线炉(《)，
炉(《)= tan—1 (少(《))式⑴式(1)中，n= 0,1, L, N-l, tan—1 ()为反正切函数；第五步通过平滑处理得到第一次平滑曲线例 ):利用式(2)对第四步估计的相 位估计曲线炉进行平滑处理，得到第一次平滑曲线例(^)，
权利要求
1.一种水声二相调制直扩信号基带码的提取方法，其特征在于，该提取方法包括以下步骤第一步获取数据序列X (η):接收长度为N的实时采集数据或提取N点存储的现成数据作为待处理的数据序列χ (η)，η = 0，1，2，L，N-I ;第二步检测和估计数据序列χ (η)的载波频率和伪码速率首先利用直扩信号检测方法检测第一步的数据序列x(n)中是否存在二相直扩信号，如果存在二相直扩信号，则利用直扩信号参数估计方法估计出数据序列χ (η)的载波频率和伪码速率;如果不存在二相直扩信号，则返回第一步或结束操作；第三步提取基带信号y(η):利用第二步估计出的数据序列χ(η)的载波频率又，对数据序列x(n)进行移频处理，将χ (η)搬移到基带，得到基带信号y (η)；第四步估计相位曲线炉利用式(I)对第三步提取的基带信号y(η)估计相位曲线 φ{η)，
2.根据权利要求I所述的水声二相调制直扩信号基带码的提取方法，其特征在于，所述的第三步包括以下两个步骤301.对数据序列x(n)进行希尔伯特变换，得到数据序列χ(η)的解析信号χρ (η)，其中， χ χ ( ) + _/_%)式⑷在式(4)中，j表示虚数单位，即j = Mn) = ^{x(w)}，率)=^{χ{η)}% X (η)的希尔伯特变换；302.将步骤301得到的解析信号\(11)乘以搬移信号exp|-_/+2;ri>/乂j，得到基带信号 y (η),式(5)在式(5)中，η = 0，1，2，L，N-I，j表示虚数单位，即_/+= P ; fs为采样频率，文为第二步估计的数据序列χ (η)的载波频率。
3.根据权利要求I所述的水声二相调制直扩信号基带码的提取方法，其特征在于，所述的第七步中，s(n)的修正过程是设定连续“I”或“-I”的持续时间小于或等于T的波形部分为噪声引起的非正常基带波形，令这段波形值改取另一码值；持续时间大于T的波形部分不变，从而得到修正后的基带信号波形;其中，T表示时间门限，且T < Tp。
4.根据权利要求3所述的水声二相调制直扩信号基带码的提取方法，其特征在于，所述的 Τ<Τρ/2。
全文摘要
本发明公开了一种水声二相调制直扩信号基带码的提取方法，该提取方法包括以下步骤第一步获取数据序列；第二步检测和估计数据序列的载波频率和伪码速率；第三步提取基带信号；第四步估计相位曲线；第五步通过平滑处理得到第一次平滑曲线；第六步通过平滑处理得到平滑曲线；第七步估计基带波形；第八步对基带波形进行修正；第九步对修正后的基带信号波形进行基带码的提取。该提取方法能够在获得载波频率和伪码速率估计后，通过基带信号相位跳变获得基带信号波形的估计和基带码的提取，过程简单，所需先验信息较少。
文档编号H04L27/18GK102611655SQ20121006650
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月14日 优先权日2012年3月14日
发明者姚帅, 安良, 方世良, 王晓燕, 罗昕炜 申请人:东南大学