[发明专利]基于双扩展水声信道环境下的MIMO主动探测信号设计与检测系统和方法

权利要求书

1.一种基于双扩展水声信道环境下的MIMO主动探测信号设计与检测系统的设计与检测方法，所述的设计与检测系统包括：

ZCZ序列生成器，采用循环移位和循环前缀的方式，生成适用于MIMO主动探测的信号；

发射功率放大器组，与ZCZ序列生成器相连，用于发射信号功率放大；

发射换能器阵列，与发射功率放大器组相连，用于将放大后的探测信号由电信号转换为声信号，并将声信号发射至探测水域；

接收水听器阵列，用于将接收到的回波声信号转换为电信号；

接收功率放大器组，与接收水听器阵列相连，用于实现接收信号增益控制；

相干处理单元，将接收到的MIMO信号进行处理，得到MIMO波束模式，对MIMO波束模式进行估计，得到潜在目标方位，然后对匹配滤波输出的结果，利用广义似然比检测器检测估计的潜在目标方位上是否存在真实目标；

其特征在于，所述的设计与检测方法包括如下步骤：

1)ZCZ序列生成器生成ZCZ序列；将生成的ZCZ序列进行循环移位处理，移位生成几路信号由发射换能器阵元个数来决定，将每路生成的信号加循环前缀处理；

2)经过循环移位和循环前缀处理的ZCZ信号，经过发射驾驶向量整合，由发射功率放大器组将信号放大，放大后的信号由发射功率放大器组发送至发射换能器阵列，由发射换能器阵列将电信号转换成声信号发送至待探测水域；

3)信号经过待检测目标反射，由接收水听器阵列接收回波信号，并由接收功率放大器组将回波声信号转化为电信号，相干处理单元对MIMO波束模式进行估计，得到潜在的目标方位，然后利用的广义似然比检测器检测潜在目标方位上是否真实存在目标。

2.根据权利要求1所述的基于双扩展水声信道环境下的MIMO主动探测信号设计与检测系统的设计与检测方法，其特征在于所述的步骤1)，具体为：

步骤1.1：对于一个ZCZ序列结构，Fⁿ代表具有M个ZCZ序列的簇，每个ZCZ序列的长度为L，Fⁿ进一步表示为F(L,M,Z_CZ)，Z_CZ为零相关区间长度，当n为0时，用于生成ZCZ序列的基础矩阵表示为：F(L,M,Z_CZ)＝(2,2,1)(1)

步骤1.2：以L₀＝2为开始的序列长度，并且让起始n＝1，更长的ZCZ序列矩阵表示为:

F(L,M,Z_CZ)＝(2²ⁿL₀,2ⁿ⁺¹,2ⁿ+1)＝(8,4,3)，用公式(2)来表示结构：

式(2)中，矩阵表示对取反，F¹的每一行都是一组ZCZ序列；

步骤1.3：推广ZCZ序列簇，对于F^n-1＝(2^2(n-1)L₀,2ⁿ,2^n-1+1),Fⁿ＝(2²ⁿL₀,2ⁿ⁺¹,2ⁿ+1)，一个更大的序列簇Fⁿ＝(2²ⁿL₀,2ⁿ⁺¹,2ⁿ+1)表示为：

步骤1.4：式(3)中，和用式(4)的处理方式来实现