【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线通信，特别是一种短时突发通信前导序列时频同步方法及系统。
技术介绍
1、短时突发通信作为一种较强抗截获与较高保密性的通信方式，因其通信时间短、信道效率高、功率利用率高、抗干扰性强等特点，在应急通信等领域得到越来越多的应用与关注，特别是在复杂电磁对抗环境中显示了其难以检测与难以识别的优势，在实际应用中，如tdma系统和scdma系统，都采用短时突发通信体制来解决多用户通信问题，同时，为了增加抗干扰和抗截获能力，即使来自同一用户的不同突发数据包，也有可能为了适应信道时变特性而改变其调制方式和参数，因此，对于短时突发通信体制中多类调制前导序列的高精度时频同步技术研究显得尤为迫切。
2、随着短时突发通信系统的广泛应用，前导序列时频同步技术的研究也得到了重点关注，从早期的时域分析和频域分析，到后来发展起来的时频域分析，传统时域方法主要包括功率能量法、自相关法、高阶累积量法以及过零率法等，而传统频域方法主要有幅度谱法和循环相关法，其中，能量检测法由于其是通过计算信号能量选择合适的门限达到检测目的的限制，受背景噪声影响很大，特别是在信号噪声为非平稳或者干扰信号存在的情况下，该算法急剧下降；短时突发通信的突发性和短时性导致利用反馈回路实现定时同步和载波同步的闭环算法很难有良好的性能；前向算法虽然复杂度较高、精度较低，但是同步时间短，适合用于突发信号的同步参数估计。
3、短时突发通信系统接收终端必须确切地知道每个突发信号的起止时刻，即实现短时突发通信前导序列的时频同步，这样才能进行下一步信号处理，传统同步
技术实现思路
1、为了解决短时突发通信体制前导序列时频同步精度差、解调类型单一、检测灵敏度低等问题，本专利技术提供一种短时突发通信前导序列时频同步方法及系统，能够在复杂应用条件下实现短时突发通信体制多类调制前导序列的高精度时频同步，显著提升了短时突发通信系统的时频同步精度和应用普适性。
2、本专利技术公开了一种短时突发通信前导序列时频同步方法，其包括：
3、存读控制模块采用循环异步存读处理架构实现信号采样与数据处理的实时并行；分组压缩模块采用滑动分组数据压缩法实现采样数据分组压缩；本地载波模块采用前导序列和调制类型，生成前导序列的本地匹配载波；多路并行的匹配积分支路采用载波相频匹配法，基于前导序列的本地匹配载波，对压缩数据进行快速相关解调和相干积分；时频转换模块采用补零fft法对匹配积分数据进行多轮次串行时频转换；检测解算模块采用积分峰值与自适应检测门限作判决，检测前导序列，并解算得到序列位置和载波频率。
4、进一步地，存读控制模块以采样频率fsamp对接收信号进行采样，将采样数据存写至信号缓存中，存写地址addrwr从0顺次增加到nmax，当存写地址addrwr为nmax时，存写地址addrwr初始化从0开始；
5、控制计数cntwr从0顺次增加到cntmax，当控制计数cntwr为cntmax时，控制计数cntwr初始化从0开始，同时产生数据读取使能脉冲enrd和数据读取初始地址addrini，数据读取初始地址addrini满足其中，nmax为信号缓存最大值，cntmax为控制计数最大值，lrd为数据读取最大值。
6、进一步地，当数据读取使能脉冲enrd有效时，存读控制模块启动数据读取状态，以高频时钟fdata从信号缓存中读取接收信号的采样数据，读取计数cntrd从0顺次增加到lrd，读取地址addrrd满足当读取计数cntrd为lrd时，结束当前数据读取状态，并等待下一个数据读取使能脉冲enrd，其中，lrd为数据读取最大值，nmax为信号缓存最大值。
7、进一步地，所述分组压缩模块采用滑动分组数据压缩方法对从信号缓存读取出的lrd个采样数据进行分组压缩，转变成n组m个数据，并行输入n条处理支路，压缩比为k。
8、进一步地，所述本地载波模块采用前导序列模块输出的前导序列cm，结合突发通信调制类型k，确定前导序列对应cm的调制频率fm和调制相位θm，计算得到调制频率控制字cwm，对cwm进行不断累加得到调制频率累加值df(m)，计算得到调制相位修正量dθ(m)，对调制频率累加值df(m)和调制相位修正量dθ(m)相加得到查询地址，通过地址映射、查表，生成前导序列cm的本地匹配载波，其中，m是前导序列指数，满足m∈(0,1,…,m-1)。
9、进一步地，通过以下公式计算得到调制频率控制字cwm：
10、cwm＝-fm×232/(fsamp/k)
11、通过以下公式计算得到调制相位修正量dθ(m)：
12、dθ(m)＝-θm/(2π)×232。
13、进一步地，所述匹配积分支路采用本地载波模块输出的前导序列cm的本地匹配载波，与分组压缩模块输出的压缩数据进行复乘运算，以载波相频匹配法实现压缩数据的相关解调，采用x点相干积分的累积处理方法，将m个相关解调数据转变成x个匹配积分数据。
14、进一步地，所述时频转换模块从数据缓冲中多轮次串行读取出匹配积分数据，采用补零fft法对匹配积分数据进行时频转换，x个匹配积分数据补零至y个，y个补零数据进行y点快速傅里叶变换，得到y个时频转换数据sn,z，其中，n是支路指数，满足n∈(0,1,…,n-1)，z是快速傅里叶变换指数，满足z∈(0,1,…,y-1)。
15、进一步地，所述检测解算模块对所有串行轮次的时频转换数据sn,z，采用比较搜索法得到时频转换数据峰值svpp、峰值所在支路指数nvpp和峰值所在变换指数zvpp，采用加权平均法得到时频转换数据峰值均值savg，采用公式sthr＝κthr×savg，计算得到自适应检测门限sthr，采用数据峰值svpp与自适应检测门限sthr进行判决检测，当svpp>sthr时，表明检测成功，否则检测失败；当检测成功时，采用峰值所在支路指数nvpp解算得到序列位置τpre为采用峰值所在变换指数zvpp解算得到载波频率fpre为其中，ts是采样时间，满足ts＝1/fsamp，k是分组压缩比，tb是前导序列调制信息周期。
16、本专利技术还公开了一种短时突发通信前导序列时频同步系统，适用于上述任一项所述的短时突发通信前导序列时频同步方法，其包括：
17、存读控制模块，用于采用循环异步存读处理架构实现信号采样与数据处理的实时并行；
18、分组压缩模块，用于采用滑动分组数据压缩法实现采样数据分组压缩本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种短时突发通信前导序列时频同步方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的短时突发通信前导序列时频同步方法，其特征在于，存读控制模块以采样频率fsamp对接收信号进行采样，将采样数据存写至信号缓存中，存写地址Addrwr从0顺次增加到Nmax，当存写地址Addrwr为Nmax时，存写地址Addrwr初始化从0开始；
3.根据权利要求1所述的短时突发通信前导序列时频同步方法，其特征在于，当数据读取使能脉冲enrd有效时，存读控制模块启动数据读取状态，以高频时钟fdata从信号缓存中读取接收信号的采样数据，读取计数cntrd从0顺次增加到Lrd，读取地址Addrrd满足当读取计数cntrd为Lrd时，结束当前数据读取状态，并等待下一个数据读取使能脉冲enrd，其中，Lrd为数据读取最大值，Nmax为信号缓存最大值。
4.根据权利要求1所述的短时突发通信前导序列时频同步方法，其特征在于，所述分组压缩模块采用滑动分组数据压缩方法对从信号缓存读取出的Lrd个采样数据进行分组压缩，转变成N组M个数据，并行输入N条处理支路，压缩比为K。
<...【技术特征摘要】
1.一种短时突发通信前导序列时频同步方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的短时突发通信前导序列时频同步方法，其特征在于，存读控制模块以采样频率fsamp对接收信号进行采样，将采样数据存写至信号缓存中，存写地址addrwr从0顺次增加到nmax，当存写地址addrwr为nmax时，存写地址addrwr初始化从0开始；
3.根据权利要求1所述的短时突发通信前导序列时频同步方法，其特征在于，当数据读取使能脉冲enrd有效时，存读控制模块启动数据读取状态，以高频时钟fdata从信号缓存中读取接收信号的采样数据，读取计数cntrd从0顺次增加到lrd，读取地址addrrd满足当读取计数cntrd为lrd时，结束当前数据读取状态，并等待下一个数据读取使能脉冲enrd，其中，lrd为数据读取最大值，nmax为信号缓存最大值。
4.根据权利要求1所述的短时突发通信前导序列时频同步方法，其特征在于，所述分组压缩模块采用滑动分组数据压缩方法对从信号缓存读取出的lrd个采样数据进行分组压缩，转变成n组m个数据，并行输入n条处理支路，压缩比为k。
5.根据权利要求1所述的短时突发通信前导序列时频同步方法，其特征在于，所述本地载波模块采用前导序列模块输出的前导序列cm，结合突发通信调制类型k，确定前导序列对应cm的调制频率fm和调制相位θm，计算得到调制频率控制字cwm，对cwm进行不断累加得到调制频率累加值df(m)，计算得到调制相位修正量dθ(m)，对调制频率累加值df(m)和调制相位修正量dθ(m)相加得到查询地址，通过地址映射、查表，生成前导序列cm的本地匹配载波，其中，m是前导序列指数，满足m∈(0,1,…,m-1)。
6.根据权利要求5所述的短时突发通信前导序列时频同步方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：金磊，曾富华，蒋友邦，王媛，韩倩，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十研究所，
类型：发明
国别省市：
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