一种大动态、强干扰条件下扩跳频信号的快速捕获方法及系统，步骤为：(1)利用本地跳频图案合成本地跳频载波，利用所述的本地跳频载波对接收信号进行解跳，并对解跳后的信号进行低通滤波；(2)对低通滤波之后的数据进行增益控制，实现信号功率在不同工况下的基本一致；(3)对数据进行抽取；(4)产生本地直扩码字，然后用所述的本地直扩码字对抽取后的数据进行解扩，并对解扩后的数据进行第一次累加；(5)通过相位旋转的方式对跳频码相位初相和多普勒引起的相位滑动量进行补偿；(6)根据跳频图案将跳频相位旋转之后的数据分为不同的区间，在每个区间内分别进行二次累加和FFT运算，然后将多个区间的FFT模值相加，最后通过比较找到最大峰值，最大峰值对应的本地扩跳码相位和频偏值即为接收信号的扩跳码相位和多普勒频偏。即为接收信号的扩跳码相位和多普勒频偏。即为接收信号的扩跳码相位和多普勒频偏。
【技术实现步骤摘要】
一种大动态、强干扰条件下扩跳频信号的快速捕获方法及系统
[0001]本专利技术属于通信领域，涉及一种大动态、强干扰条件下扩跳频信号的快速捕获方法。
技术介绍
[0002]扩跳频信号具有优异的抗干扰、抗截获能力，是目前公认的最具生命力的抗干扰测控体制。
[0003]扩跳频信号通过直扩、跳频相结合的方式，非常容易实现比较宽的总扩频带宽。这一方面使其具有较高的扩频增益，抗干扰能力非常强。但同时也使得扩跳频信号的自相关峰值非常尖锐，需要在非常高的码相位精度上进行搜索才能实现扩跳码相位的捕获。尖锐的自相关峰值也使得扩跳频信号的捕获对收发端存在的多普勒频偏非常敏感，因此，在多普勒频偏上的搜索精度也非常高。
[0004]在扩跳码相位和多普勒频偏两个维度上的精细搜索使得扩跳频信号的捕获难度非常高，所需时间非常长，占用的资源也非常多。严重限制了扩跳频测控体制在大动态、强干扰条件下的推广应用。
技术实现思路
[0005]本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种一种大动态、强干扰条件下扩跳频信号的快速捕获方法。
[0006]本专利技术的技术方案是：一种大动态、强干扰条件下扩跳频信号的快速捕获方法，根据扩跳频信号的时频特性表达式，基于扩跳频信号自相关峰值尖锐程度与跳频带宽成正比的特性，分跳频区间进行扩跳码相位和多普勒频偏搜索，确定接收信号的扩跳码相位和多普勒频偏。
[0007]进一步的，所述扩跳频信号的时频特性表达式如下：
[0008][0009]式中，f0为扩跳频信号中心频点的频率，f
d
为中心频点对应的多普勒，f
di
表示每一跳的跳频多普勒，T
c
为直扩码片的间隔，τ为扩跳频信号在时间上移动间隔，T
h
是1跳宽度。
[0010]一种大动态、强干扰条件下扩跳频信号的快速捕获方法，具体包括如下步骤：
[0011](1)利用本地跳频图案合成本地跳频载波，然后用该跳频载波对接收信号进行解跳，并对解跳后的信号进行低通滤波；
[0012](2)对步骤(1)中低通滤波后的解跳信号幅值进行自动增益控制，使得低通滤波后的解跳信号幅值在有干扰环境和无干扰情况下保持一致；
[0013](3)对解跳后的数据进行抽取；
[0014](4)产生多路不同相位的本地直扩码字，并用所述的直扩码字与抽取后的数据进行相乘，然后对相乘后的数据在一跳的时间间隔内进行相加；
[0015](5)采用相位旋转的方式对步骤(4)获得的数据进行跳频码相位搜索，相位旋转量为跳频码初相和多普勒引起的相位滑动量的和值；
[0016](6)根据跳频图案将步骤(5)处理之后的数据分为不同的几个区间，在每个区间上分别进行二次累加和FFT运算，然后将不同区间上得到的FFT模值进行相加，最后通过比较找到最大峰值，最大峰值对应的本地扩跳码相位和频偏值即为接收信号的扩跳码相位和多普勒频偏。
[0017]进一步的，步骤(6)中分区的原则为确保每个区间上的FFT输出信噪比不低于10dB。
[0018]进一步的，步骤(4)中的本地直扩码的相位差不大于1/2个码片。
[0019]进一步的，步骤(5)中相位旋转的步进不大于其中f
H
为单边跳频带宽。
[0020]进一步的，步骤(3)中抽取的原则确保抽取之后的数据速率不小于直扩码速率的4倍。
[0021]进一步的，步骤(4)中一次数据相加的时长不能大于1跳，即相加后的数据速率要大于或者等于跳频速率。
[0022]进一步的，步骤(6)中应先将每个区间上的FFT取模值之后再将多个区间的FFT模值相加。
[0023]一种大动态、强干扰条件下扩跳频信号的快速捕获系统，包括解跳模块、数字AGC、抽取模块、频偏搜索模块、跳频码相位搜索模块、直扩码相位搜索模块；
[0024]解跳模块，利用本地跳频图案合成本地跳频载波，然后用该跳频载波对接收信号进行解跳，并对解跳后的信号进行低通滤波，滤波后的解跳信号输出至数字AGC；
[0025]数字AGC，对低通滤波后的解跳信号幅值进行自动增益控制，使得低通滤波后的解跳信号幅值在有干扰环境和无干扰情况下保持一致，结果输出至抽取模块；
[0026]抽取模块，对输入的数据进行抽取；
[0027]直扩码相位搜索模块，产生多路不同相位的本地直扩码字，并用所述的直扩码字与抽取后的数据进行相乘，然后对相乘后的数据在一跳的时间间隔内进行相加，相关累加后的结果输出至跳频相位旋转模块；
[0028]跳频码相位搜索模块，通过相位旋转的方式对跳频码相位初相和多普勒引起的相位滑动量进行补偿，根据本地跳频图案将相位旋转处理之后的数据分为不同的几个区间；
[0029]频偏搜索模块，在每个区间上分别进行二次累加和FFT运算，然后将不同区间上得到的FFT模值进行相加，最后通过比较找到最大峰值，最大峰值对应的本地扩跳码相位和频偏值即为接收信号的扩跳码相位和多普勒频偏；最后将跳频码相位和多普勒频偏反馈至解跳模块，将直扩码相位反馈至直扩码相位搜索模块即可完成扩跳频信号的捕获。
[0030]本专利技术与现有技术相比的优点在于：首先本专利技术通过理论推导得到了扩跳频信号的自相关特性与跳频带宽成正比的结论。其次基于这一结论，提出了通过划分跳频区间来降低捕获工作量和资源消耗的工程实现思路，并给出了跳频区间划分的方法及划分个数的
确定准则。最后给出了可工程实现的捕获方案。
附图说明
[0031]图1直扩码相位搜索示意图；
[0032]图2扩跳频信号自相关值；
[0033]图3码相位偏差造成的积分结果跳变示意图；
[0034]图4均匀划分跳频区间之后码相位偏差为1/8个直扩码片时的各跳积分值；
[0035]图5为本专利技术方法的原理图。
具体实施方式
[0036]本专利技术针对的扩跳频信号具有如下的约束关系。
[0037]T
b
＝MT
h
＝MPT
c
[0038]上式中，T
b
是1个数据符号宽度，T
h
是1跳宽度，T
c
是1个码片宽度，也就是说1个数据符号内包含整M跳，1跳内包含整P个码片，也即1个数据符号内包含整MP个码片。同时，跳频码相位和直扩码相位具有严格的相干关系。
[0039]本专利技术基于扩跳频信号自相关峰值尖锐程度与跳频带宽成正比的特性，提出一种分跳频区间进行扩跳码相位和多普勒频偏搜索的快速捕获方法，可在大幅降低资源消耗的同时，实现大动态、强干扰条件下扩跳频信号的快速捕获。
[0040]如图5所示，为本专利技术方法的原理图，主要步骤如下：
[0041](1)解跳。根据本地跳频图案，合成本地跳频载波，对输入的扩跳频信号进行解跳。解跳主要包括本地跳频图案生成、频率合成器和低通滤波三个部分。其中，本地跳频图案生成部分使用任务要本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种大动态、强干扰条件下扩跳频信号的快速捕获方法，其特征在于：根据扩跳频信号的时频特性表达式，基于扩跳频信号自相关峰值尖锐程度与跳频带宽成正比的特性，分跳频区间进行扩跳码相位和多普勒频偏搜索，确定接收信号的扩跳码相位和多普勒频偏。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述扩跳频信号的时频特性表达式如下：式中，f0为扩跳频信号中心频点的频率，f
d
为中心频点对应的多普勒，f
di
表示每一跳的跳频多普勒，T
c
为直扩码片的间隔，τ为扩跳频信号在时间上移动间隔，T
h
是1跳宽度。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)利用本地跳频图案合成本地跳频载波，然后用该跳频载波对接收信号进行解跳，并对解跳后的信号进行低通滤波；(2)对步骤(1)中低通滤波后的解跳信号幅值进行自动增益控制，使得低通滤波后的解跳信号幅值在有干扰环境和无干扰情况下保持一致；(3)对解跳后的数据进行抽取；(4)产生多路不同相位的本地直扩码字，并用所述的直扩码字与抽取后的数据进行相乘，然后对相乘后的数据在一跳的时间间隔内进行相加；(5)采用相位旋转的方式对步骤(4)获得的数据进行跳频码相位搜索，相位旋转量为跳频码初相和多普勒引起的相位滑动量的和值；(6)根据跳频图案将步骤(5)处理之后的数据分为不同的几个区间，在每个区间上分别进行二次累加和FFT运算，然后将不同区间上得到的FFT模值进行相加，最后通过比较找到最大峰值，最大峰值对应的本地扩跳码相位和频偏值即为接收信号的扩跳码相位和多普勒频偏。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤(6)中分区的原则为确保每个区间上的FFT输出信噪比不低于10dB。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤(4)中的本地直扩码的相位差不大于1/2个码片。6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：张宗攀，杨克元，王健欢，王兆驰，王建诚，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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