本发明专利技术公开了一种抗频偏的突发信号检测系统及检测方法，检测系统包括依次相连的同步码基带波形产生模块、相关计算模块、相关峰搜索与判决模块、突发数据缓存模块和频偏纠正模块，以及分别与同步码基带波形产生模块和频偏估计模块连接的去调制模块，频偏估计模块与频偏纠正模块相连。本发明专利技术可以在较低的信噪比和较大频偏情况下获得好的突发信号检测性能，而且对输入信号幅度大小不敏感。同时能对频偏进行精确估计和纠正，以保证后续的解调性能。以保证后续的解调性能。以保证后续的解调性能。
【技术实现步骤摘要】
一种抗频偏的突发信号检测系统及检测方法
[0001]本专利技术涉及非合作通信中突发信号(比如跳频信号、卫星TDMA信号等)的检测方法，主要用于通信对抗领域，针对敌方未知无线电信号的实时检测，以得到信号突发的起始位置，为突发信号解调提供支持。
技术介绍
[0002]在卫星TDMA系统通信方式下，接收信号解调的关键是准确地确定每个时隙突发的起始位置和快速的载波同步和码元同步。由于接收到的每个突发数据段在时间上的不连续性、卫星的移动和漂移、传输媒介的变化和设备传输延迟随温度的变化等因素的影响，接收到的突发信号是相对于标称位置随时间变化的，前一个突发得到的同步信息不能为下一个突发使用，而且要求接收端每个突发信号开始时在很短的时间内能达到载波同步和符号同步并且稳定。在合作通信中，TDMA系统通信双方采用约定的载波恢复/码元定时序列来实现。而对于非合作通信而言，在未知约定的载波同步/码元定时序列时，不但实现快速载波同步和码元同步是个难点，而且准确检测信号突发的起始位置也面临不少困难。
[0003]同样，在跳频通信系统中，每个跳频频点上接收到的突发数据段在时间上也是不连续的，对于非合作通信，跳频序列和跳频图案未知，要能正确解调出突发信号包含的信息，首先必须针对每个突发信号进行起始位置检测和频偏估计。
[0004]因此，在非合作通信中，对所有突发通信系统而言，要能正确接收解调每个突发信号，首先必须要正确检测每个突发信号的起始位置并且能准确估计信号的频率。
[0005]突发信号检测方法主要有能量检测方法、相关检测方法等。能量检测法计算简单且计算量小，但抗干扰能力较差。相关检测法抗干扰能力较强，但对频偏比较敏感，特别是对MSK信号来说，其调频指数是理论最小值，对频偏更为敏感。
[0006]《何玉红，基于双滑动窗的TDMA信号盲检测算法实现.通信技术，Vol.45，No.06,2012》提出的基于双滑动窗的TDMA信号盲检测算法属于能量检测算法，该算法具有运算量小、实时性强的特点，在输入信噪比大于10dBm的情况下具有较好的效果，但当输入信号信噪比变差的情况下，其检测结果将快速恶化。其它能量检测方法(姚国义、李鑫、兰瑞田,一种突发通信信号检测与频偏估计算法，通信系统与网络技术，Vol.40No.4 2014)具有类似的缺点，抗干扰能力较差，仅在信号质量好的环境中可以使用。
[0007]《杜谦，一种实用的MPSK/TDMA突发信号盲解调方案，无线电工程，Vol.46,No.3,2016》中提出了一种基于独特字的相关检测算法，该文献描述了突发信号检测原理，但没有说明输入信号幅度波动很大时如何设置相关峰判决门限问题。而且没有考虑频偏的影响，当接收信号频偏较大时检测效果差。《隋丹，通信信号盲检测技术研究.解放军信息工程大学，2016：15
‑
20》提出了一种基于自相关函数波动性的短时突发信号存在性检侧算法，该算法利用了信号的自相关特性，在无任何先验信息情况下能对信号进行盲检测，但该算法存在漏检概率和虚检概率相矛盾的情况，为了避免漏检，往往造成较大的虚检概率,即易将噪声误判为有用信号，尤其是当观测数据的信号质量较差、信噪比较低时这种情况更突出。
技术实现思路
[0008]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以在较低的信噪比和较大频偏情况下获得好的突发信号检测性能，而且对输入信号幅度大小不敏感，同时能对频偏进行精确估计和纠正的抗频偏的突发信号检测系统，并提供对应的突然信号检测方法。
[0009]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种抗频偏的突发信号检测系统，包括依次相连的同步码基带波形产生模块、相关计算模块、相关峰搜索与判决模块、突发数据缓存模块和频偏纠正模块，以及分别与同步码基带波形产生模块和频偏估计模块连接的去调制模块，频偏估计模块与频偏纠正模块相连。
[0010]进一步地，所述同步码基带波形产生模块用于对同步码UW序列进行基带调制得到新的IQ序列IQ
UW
；
[0011]相关计算模块用将序列IQ
UW
与接收信号基带IQ序列进行滑动相关运算；
[0012]相关峰搜索与判决模块用于将相关计算模块的计算结果进行符号化处理，然后搜索相关峰，并与门限值进行比较，确认信号的起始位置，然后从起始位置开始，将突发信号送入缓存模块；
[0013]突发数据缓存模块用于根据突发信号持续时间，存入一定长度的突发信号基带IQ数据到Buffer中；
[0014]去调制模块用于截取一段突发信号基带IQ波形与同步码波形共轭的复乘，复乘后的序列求FFT，然后求幅度谱，找出幅度谱最大值的位置谱线；
[0015]频偏估计模块用于采用相位差校正法精确估计信号频偏，输出频率控制字；
[0016]频偏纠正模块用于利用频偏估计模块输出的频率控制字，对突发数据缓存模块中的IQ数据进行频偏纠正，输出经纠正后的突发IQ流；从而完成信号的突发检测和频偏纠正。
[0017]本专利技术的另一个目的是提供一种抗频偏的突发信号检测方法，包括以下步骤：
[0018]S1、生成基带IQ数据：假设ADC的采样率为93.333MHz，传输信号的符号率为70Kbps，对ADC信号进行采样后通过DDC下变频至零频，然后通过CIC抽取滤波器、FIR滤波器和重采样后，得到基带IQ数据；
[0019]S2、生成同步码基带波形序列：对UW序列进行基带调制，产生同步码基带IQ序列IQ
UW
；
[0020]S3、将同步码基带波形产生模块产生的同步码基带IQ序列IQ
UW
和原始基带IQ序列送至相关计算模块中，进行相关运算，得到一个相关序列；
[0021]相关运算采用四项乘加卷积，如下式所示：
[0022][0023]IQ
n+i
‑1表示序列IQ第n+i
‑
1个值，IQ
u
i
w
表示IQ
uw
序列第i个值，conj()表示求共轭；
[0024]S4、对相关值归一化处理及相关峰判决：在相关峰搜索与判决模块中，对每项乘积的结果进行符号化处理，即正数取1，负数取
‑
1，0取0，然后累加；将式(1)改写成式(2)的形式：
[0025][0026]real(corre(n))指corre(n)的实部，imag(corre(n))指corre(n)的虚部，sign()是符号函数；
[0027]相关峰搜索与判决模块找到corre(n)的模值超过预设门限值的位置，即为突发信号的开始位置，从开始位置开始稳定截取突发信号片段；
[0028]S5、突发数据缓存：相关峰搜索与判决模块将截取的突发信号片段输出至突发数据缓存模块中缓存，缓存长度由突发信号持续时间决定；
[0029]S6、进行频偏估计：在去调制模块中，按式(3)对信号进行去调制计算：
[0030][0031]即输本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种抗频偏的突发信号检测系统，其特征在于，包括依次相连的同步码基带波形产生模块、相关计算模块、相关峰搜索与判决模块、突发数据缓存模块和频偏纠正模块，以及分别与同步码基带波形产生模块和频偏估计模块连接的去调制模块，频偏估计模块与频偏纠正模块相连。2.根据权利要求1所述的一种抗频偏的突发信号检测系统，其特征在于，所述同步码基带波形产生模块用于对同步码UW序列进行基带调制得到新的IQ序列IQ
UW
；相关计算模块用将序列IQ
UW
与接收信号基带IQ序列进行滑动相关运算；相关峰搜索与判决模块用于将相关计算模块的计算结果进行符号化处理，然后搜索相关峰，并与门限值进行比较，确认信号的起始位置，然后从起始位置开始，将突发信号送入缓存模块；突发数据缓存模块用于根据突发信号持续时间，存入一定长度的突发信号基带IQ数据到Buffer中；去调制模块用于截取一段突发信号基带IQ波形与同步码波形共轭的复乘，复乘后的序列求FFT，然后求幅度谱，找出幅度谱最大值的位置谱线；频偏估计模块用于采用相位差校正法精确估计信号频偏，输出频率控制字；频偏纠正模块用于利用频偏估计模块输出的频率控制字，对突发数据缓存模块中的IQ数据进行频偏纠正，输出经纠正后的突发IQ流；从而完成信号的突发检测和频偏纠正。3.一种抗频偏的突发信号检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、生成基带IQ数据：假设ADC的采样率为93.333MHz，传输信号的符号率为70Kbps，对ADC信号进行采样后通过DDC下变频至零频，然后通过CIC抽取滤波器、FIR滤波器和重采样后，得到基带IQ数据；S2、生成同步码基带波形序列：对UW序列进行基带调制，产生同步码基带IQ序列IQ
UW
；S3、将同步码基带波形产生模块产生的同步码基带IQ序列IQ
UW
和原始基带IQ序列送至相关计算模块中，进行相关运算，得到一个相关序列；相关运算采用四项乘加卷积，如下式所示：IQ
n+i
‑1表示序列IQ第n+i
‑
1个值，表示IQ
uw
序列第i个值，conj()表示求共轭；S4、对相关值归一化处理及相关峰判决：在相关峰搜索与判决模块中，对每项乘积的结果进行符号化处理，即正数取1，负数取
‑
1，0取0，然后累加；将式(1)改写成式(2)的形式：real(corre(n))指...
【专利技术属性】
技术研发人员：张贵明，
申请(专利权)人：成都世纪科园电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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