CN102480299B - 相位编码信号序列的抗冲击方法与*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了相位编码信号序列的抗冲击方法，通过对相位编码信号序列中的幅度序列进行处理，即，对幅度序列中的冲击幅度进行定位和修正，并将幅度序列与相位序列重新合并，从而实现对相位编码信号序列的抗冲击处理。此外，本发明还公开了一种相位编码信号序列的抗冲击***。本发明的方法和***不但解决了冲击信号的去除问题，同时避免了有用信号的损失。

Description

相位编码信号序列的抗冲击方法与***

技术领域

本发明总体涉及信号处理领域，更具体地，涉及相位编码信号序列的抗冲击方法与***。

背景技术

相位编码信号常见于各种电子***中，例如雷达***、通信***等等。从接收机等***接收到的相位编码信号除了包含事先假定内容信息外，还包含了接收路径中各种干扰产生的冲击信号，如大气中的雷电信号、外界环境的电磁干扰等等。这些冲击信号对相位编码信号的正常处理带来了严重影响，破坏了相位编码信号进行相关处理时的良好相关性。因此，减小冲击信号对相关过程的影响是保证信号中包含信息能够正常提取的关键。

对大多数电子通信***而言，冲击信号的发生一般呈现为随机出现、持续时间极短、能量集中且远超过正常信号的特性。经过窄带***后，冲击信号在时间上会有一定的展宽。以往对冲击信号的处理往往采用位置判断后的剔除法，即首先检测冲击发生的时刻，然后对该时刻的信号予以剔除。目前冲击信号处理方法有两类：一类以采用小波变换进行时频分析方法发现和判断冲击位置，然后予以剔除；另一类则把冲击信号近似为分数阶统计模型，如Alpha稳定分布模型，建立信号处理准则进行处理最为代表。

(一)小波变换方法。参见文献李建巍、权太范，“高频雷达抑制冲击干扰的研究与实验”，电子学报，1999年12期，所述方法采用了小波变换的分析方法检测雷达回波信号中雷电冲击信号发生时刻，然后按照回波中最强海浪杂波信号周期进行信号补偿。该方法采用的检测方法较复杂，实现困难。此外补偿时以杂波信号进行补偿截断了有效信号信息，有效信息的损失较大。

(二)分数阶统计模型。参见文献S.Ambike，J.Ilow，D.Hatzinakos，“DetectionforBinaryTransmissioninaMixtureofGaussianNoiseandImpulsiveNoiseModeledasanAlpha-StableProcess”.IEEESignalProcessingLetters，1994(二进制传输中混合高斯噪声和冲击噪声的Alpha稳定过程模型检测)，所述方法将分数阶统计模型Alpha稳定分布的统计模型作为冲击噪声的统计模型，并在此基础产生匹配处理原则，进行信号处理。该类方法是建立在分数阶统计模型上进行的匹配处理，处理过程默认了冲击信号的存在，是一种有损失的处理。

综上，我们需要一种能够在消除对抗冲击信号的同时又不会产生大量信号损失的方法。

发明内容

为了解决相位编码信号中冲击数据对正常信号处理影响的问题，本发明提供了一种相位编码信号序列的抗冲击方法，包括以下步骤：步骤一，将相位编码信号序列{s_i}分解为幅度序列{A_i}和相位序列相位编码信号序列与幅度序列和相位序列之间的关系为：其中，i为相位编码信号序列的编号；步骤二，定义最小冲击幅度；步骤三，扫描幅度序列，选择超过最小冲击幅度的位置构成冲击位置信息序列{I_q}，q为冲击位置信息序列的编号；步骤四，根据冲击位置信息序列定义冲击信息序列{I_p，L_p}，以对冲击进行定位，其中，I_p为冲击位置，L_p为冲击宽度；以及步骤五，对幅度序列中的经定位的冲击幅度进行修正，并将修正了冲击幅度的幅度序列与相位序列合并，以获得经修正的相位编码序列。

其中，步骤二中包括如下步骤：计算幅度序列的第一均值m_A；在幅度序列中，选择未超过第一均值的元素构成新幅度序列；以及计算新幅度序列的第二均值将最小冲击幅度定义为其中，β为预先给定幅度因子。

其中，步骤四中的定义冲击信息序列包括如下步骤：子步骤一，从q为1开始扫描冲击位置信息序列，令p＝1，I_p＝I_q，L_p＝1；子步骤二，令差值Δ＝I_q+1-I_p；子步骤三，若Δ≤w，则L_p＝L_p+Δ，否则p＝p+1，I_p＝I_q+1；以及子步骤四，令q＝q+1，并返回至子步骤二，直到q＝Q，其中，w为预先给定的最小冲击宽度。

其中，步骤五包括如下步骤：将相位编码信号序列{s_i}修正为如下序列，I_p≤n≤I_p+L_p-1，其中，n为自然数。

其中，修正的步骤采取了线性差值处理。

此外，还提出了一种相位编码信号序列的抗冲击***，包括：分解模块，用于将相位编码信号序列{s_i}分解为幅度序列{A_i}和相位序列相位编码信号序列与幅度序列和相位序列之间的关系为：其中，i为相位编码信号序列的编号；定义模块，用于定义最小冲击幅度；冲击位置信息序列构成模块，用于通过扫描幅度序列，选择超过最小冲击幅度的位置构成冲击位置信息序列{I_q}，q为冲击位置信息序列的编号；冲击定位模块，用于根据冲击位置信息序列定义冲击信息序列{I_p，L_p}，以对冲击进行定位，其中，I_p为冲击位置，L_p为冲击宽度；以及修正模块，用于对幅度序列中的经定位的冲击幅度进行修正，并将修正了冲击幅度的幅度序列与相位序列合并，以获得经修正的相位编码序列。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是示出了本发明的总体思想的框图；

图2是示出了根据本发明示例性实施例的相位编码信号序列的抗冲击方法的流程图；

图3是示出了根据本发明示例性实施例的相位编码信号序列的抗冲击***的框图；

图4是示出了使用根据本发明示例性实施例的方法进行处理之前和之后的信号在时域上的对比仿真图；以及

图5是示出了使用根据本发明示例性实施例的方法的匹配处理结果的对比仿真图。

具体实施方式

首先，图1示出了本发明的总体思想，即，对相位编码脉冲序列中的幅度序列进行处理去冲击处理，之后再将经处理的幅度序列与相位序列结合，组成新的编码脉冲序列。

下面将结合附图来详细说明本发明的实施例。

本实施方式所述的一种相位编码脉冲序列的抗冲击处理方法，如图2所示，其具体步骤为：

第一步(S201)：将含有冲击数据的相位编码信号序列{s_i}，i＝0…N-1，取序列每个元素的幅度A_i和相位表示为幅度序列{A_i}，i＝0…N-1和相位序列i＝0…N-1，三者关系为

第二步(S203)：计算幅度序列的均值为m_A，根据预先给定幅度因子β，选择未超过幅度的元素构成新序列0≤j≤N-1，计算新序列的均值为最小冲击幅度定义为

第三步(S205)：以最小冲击幅度扫描幅度序列，记录超过最小冲击幅度的位置，构成位置信息序列{I_q}，q＝1…Q。

第四步(S207)：定义冲击信息序列{I_p，L_p}，p＝1…P。根据预先给定的最小冲击宽度w，扫描位置信息序列中的位置信息。冲击宽度定义为冲击位置间隔。扫描过程为①q从1开始扫描位置信息序列{I_q}，q＝1…Q，p＝1，I_p＝I_q，L_p＝1；②Δ＝I_q+1-I_p；③若Δ≤w，则L_p＝L_p+Δ，否则p＝p+1，I_p＝I_q+1；④q＝q+1；⑤重复②-④直到q＝Q。

第五步(S209)：根据冲击信息序列{I_p，L_p}，p＝1…P中的每一对信息，将相位编码信号序列{s_i}，i＝0…N-1中的对应位置数据修正为如下数据：

I_p≤n≤I_p+L_p-1。

优选地，第一步中需要计算原始序列的幅度序列与相位序列。

优选地，在第二步中所述的最小冲击幅度来自于事先给定的幅度因子，从而保证了最小冲击幅度的稳健性。

优选地，第三步中的以最小冲击幅度为标准，扫描原始数据序列产生冲击位置信息序列。

优选地，第四步中冲击信息序列来自于冲击位置序列元素的判断。事先定义的最小冲击宽度的定义约束了冲击发生时覆盖的范围。

优选地，第五步中原始数据序列中冲击位置的数据修正方法中采取了幅度和相位分别处理的方法。

优选地，第五步中原始数据序列中冲击位置的数据修正方法中采取了幅度插值和使用原有相位构造新数据的方法。

此外，还提出了一种相位编码信号序列的抗冲击***，如图3所示，包括：分解模块301，用于将相位编码信号序列{s_i}分解为幅度序列{A_i}和相位序列相位编码信号序列与幅度序列和相位序列之间的关系为：其中，i为相位编码信号序列的编号；定义模块303，用于定义最小冲击幅度；冲击位置信息序列构成模块305，用于通过扫描幅度序列，选择超过最小冲击幅度的位置构成冲击位置信息序列{I_q}，q为冲击位置信息序列的编号；冲击定位模块307，用于根据冲击位置信息序列定义冲击信息序列{I_p，L_p}，以对冲击进行定位，其中，I_p为冲击位置，L_p为冲击宽度；以及修正模块309，用于对幅度序列中的经定位的冲击幅度进行修正，并将修正了冲击幅度的幅度序列与相位序列合并，以获得经修正的相位编码序列。

图4是示出了使用根据本发明示例性实施例的方法进行处理之前和之后的信号在时域上的对比仿真图。从图4中可以看出，未进行处理的信号在一些序列上幅度很大，需要进行修正。而修正后的波形几乎看不到任何突起。

图5是示出了使用根据本发明示例性实施例的方法的匹配处理结果的对比仿真图。其中，表示含冲击信号的匹配结果存在于横轴上方的绝大部分区域内，这表示，当信号中存在冲击时，信号是需要进行修正的。而当使用本发明的方法进行修正之后，新方法的匹配结果与无冲击信号的匹配结果几乎相同。可见，本发明提出的相位编码信号序列的抗冲击方法和***具有良好的消除冲击不良影响的效果。

本实施方式所述的方法，可以推广到所有相位编码信号的抗冲击处理过程中，可以应用于相参雷达的信号压缩、杂波抑制算法、杂波相消处理器的设计、MTI和脉冲多普勒滤波器的设计等，也可应用于设备性能评价、去噪成像、电子对抗、电子干扰等。本实施方式所述的方法可以应用于相位编码信号处理领域。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种相位编码信号序列的抗冲击方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，将相位编码信号序列{s_i}分解为幅度序列{A_i}和相位序列所述相位编码信号序列与所述幅度序列和所述相位序列之间的关系为：其中，i为所述相位编码信号序列的编号；

步骤二，定义最小冲击幅度，其中，定义最小冲击幅度包括：计算幅度序列的第一均值为m_A，根据预先给定幅度因子β，选择未超过幅度的元素构成新序列计算新序列的第二均值为最小冲击幅度定义为

步骤三，扫描所述幅度序列，选择超过所述最小冲击幅度的位置构成冲击位置信息序列{I_q}，q为所述冲击位置信息序列的编号，q＝1…Q；

步骤四，根据所述冲击位置信息序列定义冲击信息序列{I_p,L_p}，以对冲击进行定位，其中，I_p为冲击位置，L_p为冲击宽度；以及

步骤五，对所述幅度序列中的经定位的冲击幅度进行修正，并将修正了冲击幅度的幅度序列与所述相位序列合并，以获得经修正的相位编码序列，其中，对所述幅度序列中的经定位的冲击幅度进行修正包括：根据冲击信息序列{I_p,L_p},p＝1...P中的每一对信息，将相位编码信号序列{s_i},i＝0...N-1中的对应位置数据修正为如下数据：

I_p≤n≤I_p+L_p-1，其中，n为自然数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤四中的定义冲击信息序列包括如下步骤：

子步骤一，从q为1开始扫描所述冲击位置信息序列，令p＝1,I_p＝I_q,L_p＝1；

子步骤二，令差值Δ＝I_q+1-I_p；

子步骤三，若Δ≤w，则L_p＝L_p+Δ，否则p＝p+1,I_p＝I_q+1；以及

子步骤四，令q＝q+1，并返回至所述子步骤二，直到q＝Q，

其中，w为预先给定的最小冲击宽度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述修正的步骤采取了线性插值处理。

4.一种相位编码信号序列的抗冲击***，其特征在于，包括：

分解模块，用于将相位编码信号序列{s_i}分解为幅度序列{A_i}和相位序列所述相位编码信号序列与所述幅度序列和所述相位序列之间的关系为：其中，i为所述相位编码信号序列的编号；

定义模块，用于定义最小冲击幅度，其中，定义最小冲击幅度包括：计算幅度序列的第一均值为m_A，根据预先给定幅度因子β，选择未超过幅度的元素构成新序列计算新序列的第二均值为最小冲击幅度定义为

冲击位置信息序列构成模块，用于通过扫描所述幅度序列，选择超过所述最小冲击幅度的位置构成冲击位置信息序列{I_q}，q为所述冲击位置信息序列的编号，q＝1…Q；

冲击定位模块，用于根据所述冲击位置信息序列定义冲击信息序列{I_p,L_p}，以对冲击进行定位，其中，I_p为冲击位置，L_p为冲击宽度；以及

修正模块，用于对所述幅度序列中的经定位的冲击幅度进行修正，并将修正了冲击幅度的幅度序列与所述相位序列合并，以获得经修正的相位编码序列，其中，对所述幅度序列中的经定位的冲击幅度进行修正包括：根据冲击信息序列{I_p,L_p},p＝1...P中的每一对信息，将相位编码信号序列{s_i},i＝0...N-1中的对应位置数据修正为如下数据：

I_p≤n≤I_p+L_p-1，其中，n为自然数。

5.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述冲击定位模块中的定义冲击信息序列包括如下步骤：

子步骤一，从q为1开始扫描所述冲击位置信息序列，令p＝1,I_p＝I_q,L_p＝1；

子步骤二，令差值Δ＝I_q+1-I_p；

子步骤三，若Δ≤w，则L_p＝L_p+Δ，否则p＝p+1,I_p＝I_q+1；以及

子步骤四，令q＝q+1，并返回至所述子步骤二，直到q＝Q，

其中，w为预先给定的最小冲击宽度。

6.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述修正模块采取了线性插值处理。