專利名稱：基于多載波數(shù)字電視信號(hào)外輻射源雷達(dá)的副峰抑制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于國標(biāo)多載波數(shù)字電視信號(hào)的外輻射源雷達(dá)檢測中的時(shí)間維副峰抑制方法，屬于外輻射源雷達(dá)信號(hào)處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
外輻射源雷達(dá)本身不發(fā)射信號(hào)，其利用地面廣播電臺(tái)、電視臺(tái)、通信臺(tái)站、直播電視衛(wèi)星、導(dǎo)航與定位衛(wèi)星、各種平臺(tái)上的有源雷達(dá)等非合作的輻射信號(hào)經(jīng)目標(biāo)散射后的回波來獲取目標(biāo)信息。如圖I所示，非合作輻射源發(fā)射電磁信號(hào)，外輻射源雷達(dá)系統(tǒng)接收站采用兩副接 收天線，一副接收天線指向發(fā)射站專門用來接收直達(dá)波作為參考信號(hào)，一副天線指向目標(biāo)用來接收目標(biāo)的回波信號(hào)，通過對(duì)參考信號(hào)與回波信號(hào)進(jìn)行二維相關(guān)處理(即相參積累處理)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的時(shí)延和多普勒頻移進(jìn)行聯(lián)合估計(jì)。對(duì)互模糊函數(shù)計(jì)算獲得的時(shí)延-頻移二維平面進(jìn)行峰值搜索，可以確定目標(biāo)的時(shí)延和多普勒頻移。設(shè)參考信號(hào)為X (t)，目標(biāo)回波信號(hào)為y(t)，目標(biāo)的差分時(shí)延為T，目標(biāo)的差分頻移為f，窄帶信號(hào)的二維相關(guān)可以表示為
Mt，D =〔.>’(/)/(, + r)exp(-/2,T// )clt(I)
U其中，T為相參積累時(shí)間。相關(guān)運(yùn)算的結(jié)果是T和f的函數(shù)，該算法實(shí)質(zhì)是將參考信號(hào)延時(shí)T、頻率偏移f后與目標(biāo)回波相比較，在時(shí)延-頻率平面上搜索相關(guān)峰值的過程，最高的峰值處就是目標(biāo)出現(xiàn)的位置。數(shù)字電視信號(hào)的帶寬較寬，在檢測中能夠有較高的距離分辨率，可以選擇國標(biāo)多載波數(shù)字電視信號(hào)作為上述的輻射信號(hào)。數(shù)字電視信號(hào)是一種周期性的幀結(jié)構(gòu)信號(hào)，如圖
2、3所示，數(shù)字電視信號(hào)是一種有四層結(jié)構(gòu)的復(fù)幀信號(hào)，其基本單元為信號(hào)幀，信號(hào)幀由幀頭和幀體兩部分組成。對(duì)于多載波數(shù)字電視信號(hào)，其幀頭包含420個(gè)符號(hào)，其是采用PN255序列構(gòu)造的，如圖4所示，長度為420個(gè)符號(hào)的幀頭信號(hào)(PN420)，由一個(gè)前同步序列、一個(gè)PN255序列和一個(gè)后同步序列構(gòu)成。在不同的信號(hào)幀中PN序列由線性反饋移位寄存器(LFSR)循環(huán)移位產(chǎn)生，因此各幀幀頭具有很強(qiáng)的相關(guān)性。前同步長度為82個(gè)符號(hào)，后同步長度為83個(gè)符號(hào)，前同步序列是從PN255序列尾部取連續(xù)的82個(gè)符號(hào)放到PN255序列前面構(gòu)成的，同理，后同步序列是從PN255序列首部取連續(xù)的83個(gè)符號(hào)放到PN255序列后面構(gòu)成的，因此幀頭信號(hào)的前165個(gè)字符與后165個(gè)字符是相同的，前同步和后同步可以看做是PN255序列的循環(huán)擴(kuò)展。此外，從幅度上來看，幀頭信號(hào)的平均功率是幀體信號(hào)的平均功率2倍。由于幀頭部分在整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸過程中會(huì)周期性的重復(fù)出現(xiàn)，因此以上所述信號(hào)幀結(jié)構(gòu)可知(I)不同信號(hào)幀的幀頭具有重復(fù)的部分，在采用參考信號(hào)與回波信號(hào)進(jìn)行相參積累的處理后，會(huì)按照幀長度在時(shí)間維周期性出現(xiàn)相關(guān)峰，目標(biāo)點(diǎn)在時(shí)間維周期性的出現(xiàn)副峰，造成假目標(biāo)，嚴(yán)重影響了目標(biāo)檢測時(shí)的正確性。(2)由于前同步與后同步序列相近，所以前同步與后同步相關(guān)后也會(huì)形成副峰，影響目標(biāo)檢測時(shí)的正確性。(3)由于幀頭信號(hào)的平均功率是幀體信號(hào)的平均功率2倍，相關(guān)處理后在頻率上也會(huì)形成同期性副峰。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明針對(duì)國標(biāo)多載波數(shù)字電視信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)會(huì)引起時(shí)間維副峰的問
題，提出了一種基于國標(biāo)多載波數(shù)字電視信號(hào)的外輻射源雷達(dá)檢測中的時(shí)間維副峰抑制方法，能夠提高外輻射源雷達(dá)目標(biāo)檢測時(shí)的正確性。該方案具體如下外輻射源雷達(dá)系統(tǒng)接收站將直接接收自發(fā)射站的多載波數(shù)字電視信號(hào)作為參考信號(hào)，在將所述參考信號(hào)與目標(biāo)回波信號(hào)進(jìn)行相參積累處理之前，執(zhí)行如下時(shí)間維副峰抑制操作其中，查找?guī)^位置的方式為步驟一從參考信號(hào)中截獲一段設(shè)定長度L的數(shù)據(jù)序列匕，該設(shè)定長度L大于或等于LfL1, L0為采樣后多載波數(shù)字電視信號(hào)一個(gè)信號(hào)幀的長度，L1為采樣后多載波數(shù)字電視信號(hào)中幀頭部分的長度；同時(shí)，以截獲位置為起始點(diǎn)，為所有接收到的參考信號(hào)按照信號(hào)幀長度Ltl進(jìn)行分組，每組數(shù)據(jù)稱為一個(gè)數(shù)據(jù)組；步驟二 計(jì)算幀頭在數(shù)據(jù)組中的偏移位置M ;具體為①以I為步進(jìn)量，在步驟一截獲的所述數(shù)據(jù)序列匕中，依次選取幀頭長度L1的數(shù)據(jù)段；②根據(jù)國標(biāo)多載波數(shù)字電視信號(hào)中幀頭結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，針對(duì)每一個(gè)所述數(shù)據(jù)段，將首部和尾部進(jìn)行點(diǎn)積運(yùn)算；其中，所述首部和所述尾部的長度均為采樣后前同步序列與后同步序列的長度之和；③從前Ltl個(gè)數(shù)據(jù)段的點(diǎn)積運(yùn)算結(jié)果中找到最大值，將最大值對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)段I的起始在數(shù)據(jù)序列匕中的位置記為M，M就是幀頭在數(shù)據(jù)組中的偏移位置；步驟三根據(jù)幀頭在數(shù)據(jù)組中的偏移位置M，從每個(gè)數(shù)據(jù)組中搜索幀頭信息和系統(tǒng)信息，并隨機(jī)改變幀頭信息和系統(tǒng)信息中各數(shù)據(jù)的相位，對(duì)幀頭部分進(jìn)行加權(quán)處理使幀頭與幀體部分幅度一致。優(yōu)選地，當(dāng)多載波數(shù)字電視信號(hào)的有效帶寬Ftl與接收站的基帶采樣率F1不同時(shí)，且如果采樣前的信號(hào)幀長度乘以F1再除以Ftl的計(jì)算結(jié)果為小數(shù)，則在所述步驟三中，從第二個(gè)數(shù)據(jù)組開始，在從數(shù)據(jù)組中提取幀頭信息和系統(tǒng)信息之前，需要對(duì)偏移位置M進(jìn)行確認(rèn)；所述確認(rèn)過程為分別以M、M-I、M+l、M-2、M+2為起始點(diǎn)，從同一數(shù)據(jù)組中獲取幀頭長度L1的數(shù)據(jù)段，針對(duì)5個(gè)數(shù)據(jù)段中的每一個(gè)均將該數(shù)據(jù)段的首部和尾部進(jìn)行點(diǎn)積運(yùn)算，找到5個(gè)點(diǎn)積運(yùn)算結(jié)果中的最大值對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)段k ;該數(shù)據(jù)段k的起始在當(dāng)前數(shù)據(jù)組中的偏移量作為新的偏移位置，更新偏移位置M，并且根據(jù)更新后的偏移位置M從當(dāng)前數(shù)據(jù)組中提取幀頭信息和系統(tǒng)信息。優(yōu)選地，按照乒乓操作的方式將分組得到的數(shù)據(jù)組交替存入兩片RAM中，當(dāng)對(duì)乒RAM中的數(shù)據(jù)進(jìn)行幀頭搜索及改變相位處理時(shí)，乓RAM存儲(chǔ)下一數(shù)據(jù)組的數(shù)據(jù)。
發(fā)明的有益效果表現(xiàn)在(I)本發(fā)明利用了相位不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)處理時(shí)不會(huì)出現(xiàn)相關(guān)峰的特點(diǎn)，通過對(duì)幀頭信息和系統(tǒng)信息中各數(shù)據(jù)位相位的隨機(jī)改變，破壞各幀幀頭之間的相關(guān)性，實(shí)現(xiàn)參考信號(hào)中幀頭及系統(tǒng)信號(hào)與回波信號(hào)中幀頭和系統(tǒng)信息的去相關(guān)處理，達(dá)到了對(duì)基于國標(biāo)單載波數(shù)字電視信號(hào)外輻射源雷達(dá)時(shí)間維副峰抑制，消除了相參積累時(shí)因幀結(jié)構(gòu)而引起的假目標(biāo)，提高了目標(biāo)檢測的正確性。(2)在獲取偏移位置M時(shí)，只對(duì)幀頭首部和尾部進(jìn)行點(diǎn)積運(yùn)算，極大地降低了運(yùn)算量。(3)本發(fā)明對(duì)幀頭進(jìn)行加權(quán)處理使幀頭部分信號(hào)幅度與幀體部分信號(hào)幅度相同，消除幀頭與幀體部分因能量差而在相參積累時(shí)引起頻率維副峰。(4)考慮到大部分接收系統(tǒng)并不是同步采集，即基帶采樣率與信號(hào)帶寬的不同，因此幀長的選取時(shí)會(huì)涉及到取整操作，從而產(chǎn)生誤差積累，一段時(shí)間后確定出幀頭位置與實(shí)際信號(hào)中的幀頭位置有較大的偏差。為了避免這個(gè)偏差，且盡量減小數(shù)據(jù)計(jì)算量，本發(fā)明從第二個(gè)數(shù)據(jù)組開始，每一幀都重新確定幀頭在數(shù)據(jù)組中的偏移，且確定方式是進(jìn)行5次點(diǎn)積，從而大大減小了峰值搜索運(yùn)算量，以達(dá)到實(shí)時(shí)處理的要求。


圖I :外輻射源雷達(dá)系統(tǒng)示意圖；圖2 :國標(biāo)多載波數(shù)字電視信號(hào)復(fù)幀的四層結(jié)構(gòu)圖3 :國標(biāo)多載波數(shù)字電視信號(hào)幀結(jié)構(gòu)；圖4 :國標(biāo)多載波數(shù)字電視信號(hào)幀頭結(jié)構(gòu)；圖5 :截獲一段參考信號(hào)并為后續(xù)信號(hào)加入幀同步脈沖信號(hào)；圖6 :從參考信號(hào)中提取的數(shù)據(jù)段與參考信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系；圖7 :參考信號(hào)處理前后比較示意；圖8 =IOMHz采樣頻率時(shí)第二個(gè)數(shù)據(jù)組開始的幀頭位置搜索；圖9 IOMHz采樣頻率時(shí)參考信號(hào)兵兵操作；圖10 :幀頭去相關(guān)處理前的三維平面；圖11 :幀頭去相關(guān)處理前的時(shí)延維情況；圖12 :幀頭去相關(guān)處理前的頻率維情況；圖13 :巾貞頭去相關(guān)處理后的二維平面；圖14 :幀頭去相關(guān)處理后的時(shí)延維情況；圖15 :幀頭去相關(guān)處理后的頻率維情況。圖16 :本發(fā)明的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步解釋。
本發(fā)明提供了一種采用國標(biāo)多載波數(shù)字電視信號(hào)實(shí)現(xiàn)外輻射源雷達(dá)檢測的時(shí)間維副峰抑制方法，其方法的核心思想是外輻射源雷達(dá)系統(tǒng)接收站將直接接收自發(fā)射站的多載波數(shù)字電視信號(hào)作為參考信號(hào)，在將所述參考信號(hào)與目標(biāo)回波信號(hào)進(jìn)行相參積累處理之前，找到參考信號(hào)中每一數(shù)據(jù)幀的幀頭信息和系統(tǒng)信息，并隨機(jī)改變幀頭信息和系統(tǒng)信息中各數(shù)據(jù)位的相位?？梢姡景l(fā)明利用了相位不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)處理時(shí)不會(huì)出現(xiàn)相關(guān)峰的特點(diǎn)，通過對(duì)幀頭信息和系統(tǒng)信息中各數(shù)據(jù)位相位的隨機(jī)改變，破壞各幀幀頭之間的相關(guān)性，實(shí)現(xiàn)參考信號(hào)中幀頭及系統(tǒng)信號(hào)與回波信號(hào)中幀頭和系統(tǒng)信息的去相關(guān)處理，達(dá)到了對(duì)基于國標(biāo)單載波數(shù)字電視信號(hào)外輻射源雷達(dá)時(shí)間維副峰抑制，消除了因?yàn)橄鄥⒎e累時(shí)因幀結(jié)構(gòu)而引起的假目標(biāo)，提高了目標(biāo)檢測的正確性。進(jìn)一步地，考慮到幀頭信號(hào)的平均功率是幀體信號(hào)的平均功率2倍，因此在后續(xù)處理之前，且在改變相位之后，進(jìn)一步將幀頭信息的幅度降低為與幀體信號(hào)幅度相同，從而·消除幀頭與幀體部分因能量差而在相參積累時(shí)引起頻率維副峰。這里的幅度降低操作可以采用對(duì)幅度加權(quán)處理的方式實(shí)現(xiàn)，就是對(duì)幀頭部分幅度乘以I :在上述方案中，如何從數(shù)據(jù)幀中檢測出幀頭的位置是一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種幀頭檢測方法，其運(yùn)算量不大，且檢測準(zhǔn)確。該幀頭檢測方法的基本思想是根據(jù)背景技術(shù)分析的PN420定義，國標(biāo)多載波數(shù)字電視信號(hào)的幀頭中前165個(gè)符號(hào)與后165個(gè)符號(hào)相同，因此在載波數(shù)字電視信號(hào)中提取幀頭長度的數(shù)據(jù)段，選取幀頭部分從起始計(jì)算的165點(diǎn)和從結(jié)尾計(jì)算的165點(diǎn)做點(diǎn)積，然后以I為步長滑動(dòng)數(shù)據(jù)段的獲取位置，可以得到多個(gè)點(diǎn)積結(jié)果，則最大值的地方就是幀頭位置。下面舉三個(gè)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，三個(gè)實(shí)施例中均以去除PN420序列幀頭引起的時(shí)間維副峰為例進(jìn)行說明。本實(shí)施例中，數(shù)字電視信號(hào)的有效帶寬Ftl與接收站的基帶采樣率F1相同，均為7. 56MHz。在信道編碼后以PN420序列為幀頭的信息幀數(shù)據(jù)長度為4200 (幀頭部分420+系統(tǒng)信息36+有效數(shù)據(jù)段3744)，本實(shí)施例中使用的接收處理系統(tǒng)基帶采樣率為7. 56MHz，則經(jīng)過采集后的數(shù)據(jù)幀長度Ltl仍為4200。本實(shí)施例中用到的國標(biāo)多載波數(shù)字電視信號(hào)幀頭使用了 PN420序列，其幀頭長度應(yīng)為420，幀頭的三個(gè)組成部分的長度分別為前同步序列長度為82，中間的PN255序列長度為255，后同步序列長度為83 ;系統(tǒng)信息的長度應(yīng)為36，則采樣后PN420序列L1長度和采樣后系統(tǒng)信息L2長度的總和為1^+1^=420+36=456。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)步驟如下步驟一從參考信號(hào)中截獲一段長度為L (=1^+1^+1^=4200+456)的數(shù)據(jù)，為了便于后續(xù)處理，將其存入RAM中作為待處理數(shù)據(jù)，同時(shí)記錄下截獲數(shù)據(jù)的開始位置S ；同時(shí)，以開始位置S為起始點(diǎn)，為后續(xù)數(shù)據(jù)加入一個(gè)幀同步脈沖信號(hào)，如圖5所示，該幀同步信號(hào)之后會(huì)以4200為周期重復(fù)出現(xiàn)，將參考信號(hào)按照每4200點(diǎn)為一組進(jìn)行標(biāo)識(shí)，每組數(shù)據(jù)稱為一個(gè)數(shù)據(jù)組，方便后續(xù)處理。本步驟中，從數(shù)字電視信號(hào)中截取的數(shù)據(jù)長度L需要大于或等于數(shù)據(jù)幀長度，因?yàn)槿绻麕^在數(shù)據(jù)幀的尾部則需要附加一段數(shù)據(jù)以進(jìn)行點(diǎn)積運(yùn)算，這里將附加數(shù)據(jù)的長度定為幀頭+系統(tǒng)信息的長度，在實(shí)際中也可以更長或者更短，但是至少增加一個(gè)幀頭的長度，即至少L=Lg+L1 o步驟二 計(jì)算幀頭在數(shù)據(jù)組中的偏移量M ;具體包括如下子步驟①如圖6所不，以I為步進(jìn)量，在步驟一截獲的長度為4200+456的數(shù)據(jù)序列Plj中，依次選取幀頭長度420的數(shù)據(jù)段，共截取4200個(gè)數(shù)據(jù)段。②根據(jù)國標(biāo)多載波數(shù)字電視信號(hào)中幀頭結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，針對(duì)每一個(gè)數(shù)據(jù)段，將首部和尾部進(jìn)行點(diǎn)積運(yùn)算；其中，首部長度為82+83，尾部的長度為83+82。③從4200個(gè)點(diǎn)積運(yùn)算結(jié)果中找到最大值對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)段1，將該數(shù)據(jù)段I的起始在數(shù)據(jù)序列匕中的位置記為M，M就是幀頭在數(shù)據(jù)組中的偏移位置。步驟三根據(jù)幀頭在數(shù)據(jù)組中的偏移位置M，從每個(gè)數(shù)據(jù)組中搜索幀頭信息和系統(tǒng)信息，并隨機(jī)改變幀頭信息和系統(tǒng)信息中各數(shù)據(jù)的相位。并對(duì)幀頭進(jìn)行加權(quán)處理使幀頭部分信號(hào)幅度與幀體部分信號(hào)幅度相同，消除幀頭與幀體部分因能量差而在相參積累時(shí)引起頻率維副峰。本步驟三是一個(gè)去相關(guān)的處理，即是以每次幀同步脈沖信號(hào)為起始，計(jì)數(shù)至相對(duì)偏移位置M后，開始對(duì)參考信號(hào)的每一位進(jìn)行改變相位操作，當(dāng)改變相位操作個(gè)數(shù)達(dá)到456個(gè)點(diǎn)后，即針對(duì)幀頭信息和系統(tǒng)信息中的每一位都修改了其相位，則停止修改相位的操作，將參考信號(hào)切換回實(shí)際信號(hào)，該操作在每次幀同步脈沖信號(hào)來臨后都需要進(jìn)行，這樣就完成了 PN420序列的時(shí)間維副峰抑制。其中，改變相位操作是針對(duì)每一位都隨機(jī)修改，修改相位是常規(guī)技術(shù)手段，其是通過數(shù)據(jù)乘以一個(gè)隨機(jī)相位實(shí)現(xiàn)。圖7示出了去相關(guān)前后參考信號(hào)的變化，由于本步驟的處理，各幀的幀頭部分已經(jīng)不具有相關(guān)性，則在相參積累時(shí)不會(huì)出現(xiàn)時(shí)間維副峰。實(shí)施例二由于在很多情況下，信號(hào)接收機(jī)選擇的基帶采樣率并不是7. 56MHz，這樣，就沒有對(duì)數(shù)字電視信號(hào)進(jìn)行同步采集。由于在空間傳播過程中信號(hào)是以模擬的形式傳播的，使用不同的基帶采樣率進(jìn)行非同步采集時(shí)，會(huì)出現(xiàn)采集后的信號(hào)幀長度與同步采集時(shí)的幀長度不同，那么實(shí)施例二和三分別在9MHz和IOMHz的基帶采樣率情況下進(jìn)行討論，分析了當(dāng)出現(xiàn)幀長度是整數(shù)和非整數(shù)兩種情況下的處理方式。本實(shí)施例二中，數(shù)字電視信號(hào)的有效帶寬Ftl與接收站的基帶采樣率F1不同，F(xiàn)0=7. 56MHz, F1=QMHz0本實(shí)施例中信號(hào)的有效帶寬為7. 56MHz，在信道編碼后一幀的數(shù)據(jù)長度為4200(幀頭部分420+系統(tǒng)信息36+有效數(shù)據(jù)段3744)，接收處理系統(tǒng)采用基帶采樣率為9MHz，則經(jīng)過采集后的信號(hào)幀數(shù)據(jù)長度Ltl應(yīng)為4200*9/7. 56=5000，剛好為整數(shù)。本實(shí)施例中用到的數(shù)字電視信號(hào)幀頭使用了 PN420序列，由于基帶采樣率為9MHz，故采樣后PN序列的長度L1應(yīng)為420*9/7. 56=500 ;采樣后PN序列和系統(tǒng)信息的總長度則為(420+36) *9/7. 56=542. 86，現(xiàn)四舍五入取整為543。同理，前同步長度為82*9/7. 56=97. 62,現(xiàn)四舍五入取整為98。后同步長度為83*9/7. 56=98. 81，現(xiàn)四舍五入取整為99。PN255序列的長度為255*9/7. 56=303. 57，現(xiàn)四舍五入取整為304。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)步驟如下、
步驟一取出長度為5500的一段參考信號(hào)存入RAM中作為待處理數(shù)據(jù)，同時(shí)記錄下采集的開始位置，并為后續(xù)數(shù)據(jù)加入一個(gè)幀同步脈沖信號(hào)，該幀同步信號(hào)之后會(huì)以5000為周期重復(fù)出現(xiàn)，將參考信號(hào)按照每5000點(diǎn)為一組進(jìn)行標(biāo)識(shí)，每組數(shù)據(jù)稱為一個(gè)數(shù)據(jù)組，方便后續(xù)處理。步驟二 從RAM存儲(chǔ)的待處理的參考信號(hào)中，以I為步長，依次取出固定長度為501 (=98+304+99)點(diǎn)的數(shù)據(jù)段，并記錄該數(shù)據(jù)段相對(duì)于幀同步脈沖信號(hào)的位置。針對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)段，用該數(shù)據(jù)段的前197點(diǎn)(包括前同步98個(gè)符號(hào)和PN255的前99個(gè)符號(hào))與從初始起間隔304點(diǎn)位置開始的197點(diǎn)(PN255的后98個(gè)符號(hào)和后同步99個(gè)符號(hào))進(jìn)行點(diǎn)積計(jì)算；遍歷RAM內(nèi)的所有點(diǎn)，輸出5000個(gè)相關(guān)峰，找尋最大點(diǎn)積結(jié)果。該最大點(diǎn)積結(jié)果對(duì)應(yīng)的數(shù) 據(jù)段的起始相對(duì)于幀同步脈沖信號(hào)的位置就是幀頭在數(shù)據(jù)組中的偏移位置M。步驟三根據(jù)幀頭在數(shù)據(jù)組中的偏移位置M，從每個(gè)數(shù)據(jù)組中搜索幀頭信息和系統(tǒng)信息，并隨機(jī)改變幀頭信息和系統(tǒng)信息中各數(shù)據(jù)的相位。并對(duì)幀頭進(jìn)行加權(quán)處理使幀頭部分信號(hào)幅度與巾貞體部分信號(hào)幅度相同。比較實(shí)施例一和實(shí)施例二可見，如果出現(xiàn)非同步采集，但采樣前的信息幀長度乘以基帶采樣率再除以信號(hào)有效帶寬得到的計(jì)算結(jié)果為整數(shù)，則不需要特別處理，整個(gè)去副峰的過程與同步采集相同。實(shí)施例三本實(shí)施例中，數(shù)字電視信號(hào)的有效帶寬Ftl與接收站的基帶采樣率F1不同，F(xiàn)0=7. 56MHz, F1=IOMHz0該采樣率會(huì)導(dǎo)致劃分的數(shù)據(jù)組不是整數(shù)點(diǎn)，需要進(jìn)行特殊處理。本實(shí)施例中在信道編碼后一幀的數(shù)據(jù)長度為4200 (幀頭部分420+系統(tǒng)信息36+有效數(shù)據(jù)段3744)，則采樣IOMHz進(jìn)行基帶采集后的信息幀數(shù)據(jù)長度應(yīng)為4200*10/7. 56=5555. 56，現(xiàn)四舍五入取整為 5556。本步驟中仍然用到PN420序列數(shù)字電視信號(hào)幀頭，由于基帶采樣率為10MHz，故PN序列的長度應(yīng)為420*10/7. 56=555. 56，現(xiàn)暫設(shè)定PN序列長度為556，PN序列和系統(tǒng)信息的總長度則為(420+36) *10/7. 56=603. 17，現(xiàn)暫設(shè)定為603。前同步長度為82*10/7. 56=108. 47,現(xiàn)暫定為 109。后同步長度為 83*10/7. 56=109. 78，現(xiàn)暫定為 110。PN255序列的長度為255*10/7. 56=337. 30，現(xiàn)暫定為337。本實(shí)施例的步驟一和步驟二參考實(shí)施例一和二的操作，只是參數(shù)值有所不同。但是在進(jìn)行步驟三的操作時(shí)，由于數(shù)據(jù)組的長度是經(jīng)過四舍五入處理的，將5555. 56近似為5556，從第二個(gè)數(shù)組開始，之后的每一幀數(shù)據(jù)幀頭位置較之前一幀數(shù)據(jù)幀頭位置會(huì)發(fā)生偏移，因此從第二個(gè)數(shù)據(jù)組開始，在進(jìn)行幀頭查找和相位修改之前，需要對(duì)偏移位置M進(jìn)行修正。但是如果按照上面介紹的方法進(jìn)行一次完整的幀頭搜索，就無法達(dá)到實(shí)時(shí)處理。于是便提出了本發(fā)明的幀頭重新確認(rèn)方案。該幀頭重新確認(rèn)的方案為仍然以5556為數(shù)據(jù)組長度，在完成一次完整的幀頭起始位置尋找操作后，即可以確定本次截獲的一幀數(shù)據(jù)的幀頭出現(xiàn)位置，由于分組偏差只有0. 56，之后的一幀數(shù)據(jù)幀頭位置較之前一幀數(shù)據(jù)幀頭位置左右不會(huì)偏出超過I個(gè)點(diǎn)，那么在實(shí)際處理時(shí)，一旦確定了前一幀的幀頭位置，后一幀就不需要對(duì)整個(gè)序列進(jìn)行峰值的搜索，只需要按前一幀得到的位置，左右各找尋I個(gè)點(diǎn)即可，為提高查詢的準(zhǔn)確性，可以在其左右各找尋2個(gè)點(diǎn)，即共查詢5個(gè)點(diǎn)就可以找到該幀的精確的幀頭位置。因此，該方案是，從第二個(gè)數(shù)據(jù)組開始，根據(jù)M從數(shù)據(jù)組中提取幀頭信息和系統(tǒng)信息之前，對(duì)偏移位置M進(jìn)行確認(rèn)，所述確認(rèn)過程為如圖8所示，分別以M、M-l、M+l、M-2、M+2為起始點(diǎn)，從同一數(shù)據(jù)組中獲取長度為556 (=109+337+110)的數(shù)據(jù)段，將每個(gè)數(shù)據(jù)段的首部219和尾部219進(jìn)行點(diǎn)積運(yùn)算，得到5個(gè)點(diǎn)積結(jié)果，找到最大點(diǎn)積結(jié)果對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)段，該數(shù)據(jù)段的起始在當(dāng)前數(shù)據(jù)組中的偏移量作為新的偏移位置，更新偏移位置M，并且根據(jù)更新后的偏移位置M從當(dāng)前數(shù)據(jù)組中提取幀頭信息和系統(tǒng)信息，這樣大大減小了從第二數(shù)據(jù)組開始的峰值搜索運(yùn)算量，以達(dá)到實(shí) 時(shí)處理的要求。對(duì)比三個(gè)實(shí)施例，可知，當(dāng)數(shù)據(jù)組的長度是進(jìn)行了四舍五入取整得到的，則從第二個(gè)數(shù)據(jù)組開始，在從數(shù)據(jù)組中提取幀頭信息和系統(tǒng)信息之前，需要對(duì)偏移位置M進(jìn)行確認(rèn)(實(shí)施例三)。如果數(shù)據(jù)組的長度的計(jì)算結(jié)果為整數(shù)，無論是否同步采樣則不需要對(duì)偏移位置M進(jìn)行確認(rèn)(實(shí)施例一、實(shí)施例二)。此外，在上述三個(gè)實(shí)施例中，為了進(jìn)一步加快處理速度，在按照信息幀長度對(duì)參考信號(hào)進(jìn)行截取后，按照乒乓操作的方式將截取的各數(shù)據(jù)組交替存入兩片RAM中，當(dāng)乒RAM中的數(shù)據(jù)進(jìn)行幀頭搜索及改變相位處理時(shí)，乓RAM存儲(chǔ)下一數(shù)據(jù)組的數(shù)據(jù)；同理，當(dāng)乓RAM中的數(shù)據(jù)進(jìn)行幀頭搜索及改變相位處理時(shí)，乒RAM存儲(chǔ)下一數(shù)據(jù)組的數(shù)據(jù)?；夭ㄐ盘?hào)使用FIFO進(jìn)行緩存，并與處理后的參考信號(hào)同步放出，如圖9所示。附圖1(T15顯示了處理前后的效果。處理后的三維圖可以看出，在零頻附近，時(shí)延距離5000左右和10000左右仍然有副峰出現(xiàn)，需要指出的是，該副峰并不是由幀頭的相關(guān)性引起的，而是有幀體部分的TS包特性導(dǎo)致。以上所述的具體描述，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于國標(biāo)多載波數(shù)字電視信號(hào)的外輻射源雷達(dá)檢測中的時(shí)間維副峰抑制方法，其特征在于，外輻射源雷達(dá)系統(tǒng)接收站將直接接收自發(fā)射站的多載波數(shù)字電視信號(hào)作為參考信號(hào)，在將所述參考信號(hào)與目標(biāo)回波信號(hào)進(jìn)行相參積累處理之前，執(zhí)行如下時(shí)間維副峰抑制操作 其中，查找?guī)^位置的方式為 步驟一從參考信號(hào)中截獲一段設(shè)定長度L的數(shù)據(jù)序列匕，該設(shè)定長度L大于或等于VL1, L0為采樣后多載波數(shù)字電視信號(hào)一個(gè)信號(hào)幀的長度，L1為采樣后多載波數(shù)字電視信號(hào)中幀頭部分的長度；同時(shí)，以截獲位置為起始點(diǎn)，為所有接收到的參考信號(hào)按照信號(hào)幀長度Ltl進(jìn)行分組，每組數(shù)據(jù)稱為一個(gè)數(shù)據(jù)組； 步驟二 計(jì)算幀頭在數(shù)據(jù)組中的偏移位置M ;具體為 ①以I為步進(jìn)量，在步驟一截獲的所述數(shù)據(jù)序列匕中，依次選取幀頭長度L1的數(shù)據(jù)段； ②根據(jù)國標(biāo)多載波數(shù)字電視信號(hào)中幀頭結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，針對(duì)每一個(gè)所述數(shù)據(jù)段，將首部和尾部進(jìn)行點(diǎn)積運(yùn)算；其中，所述首部和所述尾部的長度均為采樣后前同步序列與后同步序列的長度之和； ③從前Ltl個(gè)數(shù)據(jù)段的點(diǎn)積運(yùn)算結(jié)果中找到最大值，將最大值對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)段I的起始在數(shù)據(jù)序列匕中的位置記為M，M就是幀頭在數(shù)據(jù)組中的偏移位置； 步驟三根據(jù)幀頭在數(shù)據(jù)組中的偏移位置M，從每個(gè)數(shù)據(jù)組中搜索幀頭信息和系統(tǒng)信息，并隨機(jī)改變幀頭信息和系統(tǒng)信息中各數(shù)據(jù)的相位，對(duì)幀頭部分進(jìn)行加權(quán)處理使幀頭與幀體部分幅度一致。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，當(dāng)多載波數(shù)字電視信號(hào)的有效帶寬Ftl與接收站的基帶采樣率F1不同時(shí)，且如果采樣前的信號(hào)幀長度乘以F1再除以Ftl的計(jì)算結(jié)果為小數(shù)，則在所述步驟三中，從第二個(gè)數(shù)據(jù)組開始，在從數(shù)據(jù)組中提取幀頭信息和系統(tǒng)信息之前，需要對(duì)偏移位置M進(jìn)行確認(rèn)； 所述確認(rèn)過程為 分別以M、M-1、M+1、M-2、M+2為起始點(diǎn)，從同一數(shù)據(jù)組中獲取幀頭長度L1的數(shù)據(jù)段，針對(duì)5個(gè)數(shù)據(jù)段中的每一個(gè)均將該數(shù)據(jù)段的首部和尾部進(jìn)行點(diǎn)積運(yùn)算，找到5個(gè)點(diǎn)積運(yùn)算結(jié)果中的最大值對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)段k ;該數(shù)據(jù)段k的起始在當(dāng)前數(shù)據(jù)組中的偏移量作為新的偏移位置，更新偏移位置M，并且根據(jù)更新后的偏移位置M從當(dāng)前數(shù)據(jù)組中提取幀頭信息和系統(tǒng)信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，按照乒乓操作的方式將分組得到的數(shù)據(jù)組交替存入兩片RAM中，當(dāng)對(duì)乒RAM中的數(shù)據(jù)進(jìn)行幀頭搜索及改變相位處理時(shí)，乓RAM存儲(chǔ)下一數(shù)據(jù)組的數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于國標(biāo)多載波數(shù)字電視信號(hào)的外輻射源雷達(dá)檢測中的時(shí)間維副峰抑制方法，屬于外輻射源雷達(dá)信號(hào)處理領(lǐng)域。在外輻射源雷達(dá)系統(tǒng)接收站對(duì)直接接收自發(fā)射站的數(shù)字電視信號(hào)即參考信號(hào)與目標(biāo)回波信號(hào)進(jìn)行相參積累處理之前，找到參考信號(hào)中每一信號(hào)幀的幀頭信息和系統(tǒng)信息，并隨機(jī)改變幀頭信息和系統(tǒng)信息中各數(shù)據(jù)位的相位，同時(shí)對(duì)幀頭進(jìn)行加權(quán)處理。本發(fā)明能夠有效的抑制時(shí)間維副峰及由于幀頭與幀體幅度不同引起頻率維副峰，提高了基于國標(biāo)單載波數(shù)字電視信號(hào)外輻射源雷達(dá)的檢測正確性。
文檔編號(hào)G01S7/36GK102707267SQ201210229308
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月3日
發(fā)明者卓智海, 單濤, 吳洋, 陶然 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)