【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于通信，尤其涉及一种基于跳频脉冲合并的同步捕获方法。
技术介绍
1、现代无线通信面临着复杂多变的电磁环境，无线通信波形的抗干扰能力面临着严峻的挑战；混合直接序列/快跳频(direct sequence/fast frequency hopping，ds/ffh)的通信系统作为无线通信系统的代表之一，具有出色的抗干扰、抗拦截和保密能力；然而，跳频通信系统的通信质量受限于干扰环境中同步捕获的性能优劣，因此如何提高跳频通信同步捕获的抗干扰性和鲁棒性是跳频抗干扰通信系统的关键问题。
2、传统同步捕获算法主要适用于直接序列扩频系统，国内外学者提出了一系列方案：1)多通道频域并行捕获方法，该方法在一定频率范围内对接收信号同时进行不同支路的频率补偿，提升了系统的抗频偏能力；2)基于非相干/相干累加的捕获方案，该方案通过多个伪码相关值的累加提升了相关峰值的信噪比；3)基于部分匹配滤波-快速傅里叶变换(partial matched filter-fast fourier transform，pmf-fft)的方案，该方案将分段序列相关值的傅里叶变换结果作为检测变量，减少了频偏对长同步序列的影响；然而，跳频通信系统引入的不连续相位会严重恶化此类方法的性能。
3、跳频通信系统中的同步捕获方法主要基于跳频图案，国内外学者基于此提出了一系列方案：1)基于里德-所罗门(reed solomon，rs)译码的捕获方案，该方案利用跳频脉冲的rs硬判决译码运算代替相关运算，提高了同步捕获的抗噪声性能；2)基于二级序列的捕获方
技术实现思路
1、为提升干扰环境中的同步捕获性能，本专利技术设计了一种基于跳频脉冲合并的同步捕获方法；发信机利用多个不同的跳频频点发送同步数据，在每一个同步频点上携带一个同步序列，收信机采用并行多路接收结构，同时对多个同步频点进行接收，每一路均进行下变频、滤波和降采样处理，变为多路基带波形样点，然后将多路基带波形样点经过自适应干扰抑制模块，该模块对典型时域干扰例如脉冲噪声干扰(pulse noise jamming，pnj)完成自适应时域干扰抑制，对典型频域干扰例如梳状谱噪声干扰(comb spectrum noisejamming，csnj)完成自适应频域干扰抑制，以降低时域或频域干扰对同步信号的影响，最后将干扰抑制后的波形样点经过自适应合并判决模块，在非相干加权合并的基础上构建自适应捕获决策度量和自适应捕获判决门限，最终完成干扰环境中的同步捕获；总的来说，本方法通过自适应干扰抑制降低了典型干扰对接收同步信号的影响，并通过自适应合并判决提升了捕获决策度量的信干噪比，因此，与传统同步捕获方法相比，本方法具有更优异的抗干扰和抗噪声性能。
2、为了方便地描述本专利技术的内容，首先给出同步捕获图案结构，如图1所示：定义同步捕获段包含i个同步频点，每个频点重复使用nr次，共有l＝i×nr个跳频脉冲，每个跳频脉冲包含nc个调制符号且与静默期样点组成共n个符号样点，其中第l个跳频脉冲的符号向量表示为调制符号速率为rs，每个跳频脉冲按照定义的同步捕获跳频图案上变频到对应的i个同步频点{fi|i＝0,1,...,i-1}，接收基带波形样点的过采倍数为m。
3、如图2、图3、图4和图5所示，基于跳频脉冲合并的同步捕获方法的具体步骤如下：
4、s1、对接收波形进行i路并行下变频、低通滤波和降采样处理得到i路基带波形样点i＝0,1,...i-1；
5、s2、初始化样点位置n，n＝1；
6、s3、判断n≥lnm是否成立，若是，对于同步频点fi，定义基带波形样点由当前位置n的波形样点与其前lnm-1个波形样点组成：否则，进入s7；
7、s4、对做时域或频域干扰抑制，并输出干扰抑制后的波形样点为具体干扰抑制方法为：
8、s41、判断是否有干扰，若是，则进入s42，否则，定义通过噪声功率估计得到噪声参数为：对于同步频点fi，噪声平均功率的估计值令进入s48；
9、s42、判断是否为时域干扰，若是，定义通过干扰检测得到时域干扰参数为：对于同步频点fi，第l个接收脉冲的时域被干扰样点集合为第l个接收脉冲的被干扰时域样点的平均功率为和未被干扰时域样点的平均功率为进入s43；否则，定义干扰为频域干扰，并且定义通过干扰检测得到频域干扰参数为：对于同步频点fi，被干扰频域样点的中心频点为被干扰频域样点的集合为被干扰频域样点的带宽比例为被干扰频域样点的平均功率为和未被干扰频域样点的平均功率为进入s44；
10、s43、对于同步频点fi，根据时域干扰参数的估计量计算时域干扰抑制矩阵然后利用时域干扰抑制矩阵计算经过时域干扰抑制后的样点进入s48；
11、s44、对于同步频点fi，对完成波形样点分组，每个分组长度为pnm，第k个分组表示为其中，p≤i且l/p为正整数，k＝0,1,...,l/p-1；
12、s45、对分别同时进行以下两种处理：
13、第一种处理：对进行时域加窗：其中w为窗系数矩阵：w＝diag(w0 w1… wpnm-1)，其中{w0,w1,…,wpnm-1}为窗系数；
14、对的每个向量做pnm点离散傅里叶变换：其中f为归一化dft矩阵；
15、根据频域干扰参数的估计量计算频域干扰抑制矩阵：
16、计算频域干扰抑制后的频域样点：
17、对做离散傅里叶反变换得到其中fh表示f的共轭转置，最后再延时pnm/2个样点后得到第一分支频域干扰抑制后的时域样点
18、第二种处理：将延时pnm/2个样点后，在按照第一种处理方法中的时域加窗、pnm点离散傅里叶变换、频域干扰抑制、pnm离散傅里叶反变换得到第二分支频域干扰抑制后的时域样点
19、s46、将s45中得到的两条分支的频域干扰抑制后的时域样点进行累加得到1/2重叠加窗频域干扰抑制后的时域样点
20、s47、对进行样点拼接：
21、s48、对同步频点fi完成自适应干扰抑制处理，最后输出波形样点
22、s5、对i路干扰抑制后的波形样点做非相干合并和捕获判决，并输出捕获结果；
23、s6、判断捕获结果取值是否为1，若是，则将nd＝n-lnm+1作为同步头的捕获位置；否则，转s7；
24、s7、n＝n+1，转s3。
25、进一步地，s5的具体方法为：
26、s51、判断是否有干扰，若是，则进入s52，否则进一步判断干扰是否为时域本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于跳频脉冲合并的同步捕获方法，其特征在于，定义同步捕获段包含I个同步频点，每个频点重复使用Nr次，共有L＝I×Nr个跳频脉冲，每个跳频脉冲包含Nc个调制符号且与静默期样点组成共N个符号样点，其中第l个跳频脉冲的符号向量表示为调制符号速率为Rs，每个跳频脉冲按照定义的同步捕获跳频图案上变频到对应的I个同步频点{fi|i＝0,1,...,I-1}，接收基带波形样点的过采倍数为M；所述同步捕获方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于跳频脉冲合并的同步捕获方法，其特征在于，S5的具体方法为：
【技术特征摘要】
1.一种基于跳频脉冲合并的同步捕获方法，其特征在于，定义同步捕获段包含i个同步频点，每个频点重复使用nr次，共有l＝i×nr个跳频脉冲，每个跳频脉冲包含nc个调制符号且与静默期样点组成共n个符号样点，其中第l个跳频脉冲的符号向量表示为调制符号速率为rs，每个跳频...
【专利技术属性】
技术研发人员：佘泓翰，程郁凡，张文子寒，沈浩然，王军，赵宇恒，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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