[发明专利]浅海脉冲噪声和多途信道下的MFSK信号解调方法及系统

权利要求书

1.一种浅海脉冲噪声和多途信道下的MFSK信号解调方法，其特征在于，包含如下内容：

对MFSK接收信号进行脉冲噪声抑制预处理，得到抑制脉冲噪声后信号；

对抑制脉冲噪声后信号进行载波粗估计，得到MFSK信号的M个子载波粗估计值，根据子载波粗估计值将抑制脉冲噪声后信号分为M路，每路为一个子载波；

针对每路子载波信号进行载波精确估计，得到M个子载波精确估计值；并利用子载波精确估计值对每路子载波信号去载波和载波同步，获得各路子载波的基带信号；对基带信号进行定时估计和定时同步；

利用最佳抽样时刻对每路子载波信号进行抽样得到M个抽样值，通过择大判决恢复出原始符号信息，完成MFSK信号解调；最佳抽样时刻表示为其中，为过采因子，为符号速率估计值，为时延估计值，f_s为采样频率。

2.根据权利要求1所述的浅海脉冲噪声和多途信道下的MFSK信号解调方法，其特征在于，MFSK接收信号表示为：其中，n表示采样点数，y(n)表示接收信号，h(n)表示水声信道冲激响应，符号表示卷积运算，w(n)表示海洋环境噪声，s(n)为发送的MFSK已调信号。

3.根据权利要求2所述的浅海脉冲噪声和多途信道下的MFSK信号解调方法，其特征在于，将海洋噪声环境建模为Alpha稳态分布噪声，并采用混合信噪比来衡量信号与噪声功率关系。

4.根据权利要求1所述的浅海脉冲噪声和多途信道下的MFSK信号解调方法，其特征在于，脉冲噪声抑制预处理中，通过设置自适应门限，将大于门限的信号采样值作为脉冲干扰，利用自适应衰减因子来抑制脉冲干扰。

5.根据权利要求4所述的浅海脉冲噪声和多途信道下的MFSK信号解调方法，其特征在于，抑制脉冲干扰的公式表示为：其中，为MFSK接收信号，y′(n)为抑制脉冲噪声后信号，自适应门限th＝median(y_abs)，y_abs＝[|y(0)|,|y(1)|,L,|y(N-1)|]^T，median表示中值函数，N为信号长度。

6.根据权利要求1所述的浅海脉冲噪声和多途信道下的MFSK信号解调方法，其特征在于，载波粗估计中，采用Welch功率谱估计法粗估计得到MFSK信号的M个子载波频率粗估计值f′_m(m＝1,L,M)和子载波带宽估计值

7.根据权利要求1或6所述的浅海脉冲噪声和多途信道下的MFSK信号解调方法，其特征在于，针对各路子载波信号，基于Wigner-Ville时频分析进行载波精确估计；并利用M各子载波精确估计值分别对脉冲噪声预处理后信号进行混频和低通滤波，以进行M路子载波信号同步。

8.根据权利要求7所述的浅海脉冲噪声和多途信道下的MFSK信号解调方法，其特征在于，子载波信号同步后，设定窗长，利用滑动积分幅度谱对每路信号进行定时估计和定时同步，获取积分求和后的M路待抽样信号。

9.根据权利要求8所述的浅海脉冲噪声和多途信道下的MFSK信号解调方法，其特征在于，选取用于定时参数估计的M路子载波信号中的一支路信号，利用窗长对该支路载波同步后的信号进行滑动积分求和，通过搜索幅度谱的最大值获取离散谱线坐标；并依据坐标来得到用于获取最佳抽样时刻的符号速率估计值、时延估计值及过采因子；分别对M路子载波信号，以过采因子为窗长进行滑动积分求和，得到M路待抽样信号。

10.一种浅海脉冲噪声和多途信道下的MFSK信号解调系统，其特征在于，包含：预处理模块、载波同步模块和定时同步模块，其中，

预处理模块，用于对MFSK接收信号进行脉冲噪声抑制预处理，得到抑制脉冲噪声后信号；

载波同步模块，用于对抑制脉冲噪声后信号进行载波粗估计，得到MFSK信号的M个子载波粗估计值，根据子载波粗估计值将抑制脉冲噪声后信号分为M路，每路为一个子载波；针对每路子载波信号进行载波精确估计，得到M个子载波精确估计值；并利用子载波精确估计值对每路子载波信号去载波和载波同步，得到各路子载波的基带信号；

定时同步模块，用于对各路基带信号进行定时估计和定时同步；并利用最佳抽样时刻对每路子载波信号进行抽样得到M个抽样值，通过择大判决恢复出原始符号信息，完成MFSK信号解调，最佳抽样时刻表示为其中，为过采因子，为符号速率估计值，为时延估计值，f_s为采样频率。