CN111817749A - 一种抗转发干扰的直接序列扩频接收机及抗转发干扰方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗转发干扰的直接序列扩频接收机及抗转发干扰方法,属于通信领域。本发明首先计算扩频码匹配滤波后的相关值功率,搜索到一个扩频码周期内最大的几个功率值,然后对其分组,结合分组、功率值大小和两个最大分组的间隔延时,判断是否存在转发干扰,同时利用控制台的告警机制来切换频点,实现抗转发干扰的目的。本发明具有算法实现简单有效,不需要信道链路添加额外的抗转发干扰开销,不需要接收***中的其它设备增加抗转发干扰功能的特点,特别适用于直接序列扩频接收机这种对硬件实现要求简单和链路利用率要求高的情况。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,特别是指一种抗转发干扰的直接序列扩频接收机及抗转发干扰方法。
背景技术
以星载和机载为主的空天通信对抗技术在信息化战场上扮演了重要角色。无线电信号易截获易被干扰的特点,使得转发干扰可能完全破坏遥控遥测***对遥控和遥测信号的接收。
目前研究的抗转发干扰方案,大部分需要接收***中的雷达协助实现转发干扰的识别抑制,一部分需要信道链路提供额外的指令来协助判断遥控和遥测信号的实时性,一部分在接收机中实现复杂的数学运算来实现转发干扰的识别抑制,这样带来接收***复杂度高、信道链路开销大、算法复杂无法实现的问题。
发明内容
本发明的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种抗转发干扰的直接序列扩频接收机及抗转发干扰方法,本发明可实现直接序列扩频接收机的抗转发干扰功能,能适应直接序列扩频接收机硬件资源有限、信道链路利用率高的特点。
本发明的目的是这样实现的:
一种抗转发干扰的直接序列扩频接收机,包括捕获单元1、搜索单元2、分组单元3、判断单元4、控制台5,其中:
捕获单元1接收外部输入的用于扩频码捕获的数字基带信号,将匹配滤波处理后的功率值和相关信息送入搜索单元2;
搜索单元2对一个扩频码周期内的功率值进行排序,并将最大的几个功率值及其位置信息送入分组单元3;
分组单元3根据输入的功率值及其位置信息,按位置相邻为一组的原则进行分组,然后将分组情况输出给判断单元4;
判断单元4根据分组情况、功率值范围和位置间隔来判断是否存在转发干扰,若存在转发干扰则将告警信息通过信道链路反馈给控制台5;
控制台5若收到告警信息,则切换频点以躲避转发干扰。
进一步的,所述捕获单元1的具体工作方式为:
步骤S101,捕获单元1将输入的数字基带信号缓存至长度为扩频码周期的移位寄存器,并将其与已知的扩频码做全相关运算;
步骤S102,以一个扩频码周期为一个计算单元,并启动计数器从1至扩频码周期长度进行循环计数,使其与步骤S101中的全相关运算结果同步,从而给每个全相关运算结果标识一个位置信息;
步骤S103,多次累加步骤S102中的计算单元,得到多次平均后的全相关值,在最后一个累加的计算单元中,将平均后的功率值与同步的位置信息输出给搜索单元2,此外,设置功率有效标识并输出给搜索单元2,其中,功率有效标识只在最后一个累加的计算单元中置高,其它时候均置低。
进一步的,所述搜索单元2的具体工作方式为:
步骤S201,初始化功率值寄存器reg_data1、reg_data2、reg_data3、reg_data4及其对应的位置寄存器reg_addr1、reg_addr2、reg_addr3、reg_addr4为0,如果输入的功率有效标识置高则跳转至步骤S202,否则继续等待;
步骤S202,如果当前输入的功率值大于reg_data1,则依次将reg_data4更新为reg_data3,将reg_data3更新为reg_data2,将reg_data2更新为reg_data1,将reg_data1更新为当前输入的功率值,同时依次将reg_addr4更新为reg_addr3,将reg_addr3更新为reg_addr2,将reg_addr2更新为reg_addr1,将reg_addr1更新为当前输入功率值的位置信息,然后跳转至步骤S206;否则跳转至步骤S203;
步骤S203,如果当前输入的功率值大于reg_data2,则依次将reg_data4更新为reg_data3,将reg_data3更新为reg_data2,将reg_data2更新为当前输入的功率值,同时依次将reg_addr4更新为reg_addr3,将reg_addr3更新为reg_addr2,将reg_addr2更新为当前输入功率值的位置信息,然后跳转至步骤S206;否则跳转至步骤S204;
步骤S204,如果当前输入的功率值大于reg_data3,则依次将reg_data4更新为reg_data3,将reg_data3更新为当前输入的功率值,同时依次将reg_addr4更新为reg_addr3,将reg_addr3更新为当前输入功率值的位置信息,然后跳转至步骤S206;否则跳转至步骤S205;
步骤S205,如果当前输入的功率值大于reg_data4,则将reg_data4更新为当前输入的功率值,同时将reg_addr4更新为当前输入功率值的位置信息,然后跳转至步骤S206;否则直接跳转至步骤S206;
步骤S206,如果检测到输入的功率有效标识由高置低,则将寄存器reg_data1、reg_data2、reg_data3、reg_data4,以及reg_addr1、reg_addr2、reg_addr3、reg_addr4输出至分组单元3,同时给分组单元3输出一个结束标识高脉冲,并跳转至步骤S201;否则跳转至步骤S202。
进一步的,所述分组单元3在分组时,如果各组的位置均相邻或各组的位置均独立,则认为分组不成立并将标识置低输出给判断单元4;否则认为分组成立并将标识置高,同时把分组后的功率值及其位置信息输出给判断单元4。
进一步的,所述判断单元4的具体工作方式为:
步骤S401,如果分组单元3送来的标识置高,则取每组最大的功率值进行比较,将最大的功率值记录到寄存器reg_max1_val,将最大功率值的位置记录到寄存器reg_max1_addr,将第二大的功率值记录到寄存器reg_max2_val,将第二大功率值的位置记录到寄存器reg_max2_addr,然后跳转至步骤S402;否则跳转至步骤S404;
步骤S402,如果reg_max1_val小于或等于2倍的reg_max2_val,则认为该2个功率峰值不是底噪,跳转至步骤S403,否则跳转至步骤S404;
步骤S403,计算reg_max1_addr与reg_max2_addr的差值,该差值的绝对值即为两个峰值的位置间隔,记录该位置间隔值,然后跳转至步骤S405;
步骤S404,将此时两个峰值的位置间隔设为0并记录,然后跳转至步骤S405;
步骤S405,如果连续多次记录的位置间隔值均不等于0,则认为可能存在转发干扰,跳转至步骤S406,否则不输出告警信号,并跳转至步骤S407;
步骤S406,以固定数量的连续多个位置间隔值为一个计算单元,所述固定数量≥6,从计算单元内的第三个位置间隔值开始,计算每个位置间隔值与其前两个位置间隔值的差值,若两个差值均不超过阈值,则该位置间隔值符合要求;统计一个计算单元中所有符合要求的位置间隔值的个数,若个数大于或等于所述固定数量的一半,则认为存在转发干扰,输出告警信号,否则不输出告警信号;跳转至步骤S407;
步骤S407,重复步骤S401~S406。
此外,本发明还提供一种基于直接序列扩频接收机的抗转发干扰方法,其包括以下步骤:
S1,通过捕获单元1接收外部输入的用于扩频码捕获的数字基带信号,将匹配滤波处理后的功率值和相关信息送入搜索单元2;
S2,通过搜索单元2对一个扩频码周期内的功率值进行排序,并将最大的几个功率值及其位置信息送入分组单元3;
S3,通过分组单元3根据输入的功率值及其位置信息,按位置相邻为一组的原则对功率值进行分组,然后将分组情况输出给判断单元4;
S4,通过判断单元4根据分组情况、功率值范围和位置间隔来判断是否存在转发干扰,若存在转发干扰则将告警信息通过信道链路反馈给控制台5;
S5,通过控制台5接收告警信息,若收到告警信息,则切换频点以躲避转发干扰。
进一步的,所述步骤S1的具体方式为:
步骤S101,捕获单元1将输入的数字基带信号缓存至长度为扩频码周期的移位寄存器,并将其与已知的扩频码做全相关运算;
步骤S102,以一个扩频码周期为一个计算单元,并启动计数器从1至扩频码周期长度进行循环计数,使其与步骤S101中的全相关运算结果同步,从而给每个全相关运算结果标识一个位置信息;
步骤S103,多次累加步骤S102中的计算单元,得到多次平均后的全相关值,在最后一个累加的计算单元中,将平均后的功率值与同步的位置信息输出给搜索单元2,此外,设置功率有效标识并输出给搜索单元2,其中,功率有效标识只在最后一个累加的计算单元中置高,其它时候均置低。
进一步的,所述步骤S2的具体方式为:
步骤S201,初始化功率值寄存器reg_data1、reg_data2、reg_data3、reg_data4及其对应的位置寄存器reg_addr1、reg_addr2、reg_addr3、reg_addr4为0,如果输入的功率有效标识置高则跳转至步骤S202,否则继续等待;
步骤S202,如果当前输入的功率值大于reg_data1,则依次将reg_data4更新为reg_data3,将reg_data3更新为reg_data2,将reg_data2更新为reg_data1,将reg_data1更新为当前输入的功率值,同时依次将reg_addr4更新为reg_addr3,将reg_addr3更新为reg_addr2,将reg_addr2更新为reg_addr1,将reg_addr1更新为当前输入功率值的位置信息,然后跳转至步骤S206;否则跳转至步骤S203;
步骤S203,如果当前输入的功率值大于reg_data2,则依次将reg_data4更新为reg_data3,将reg_data3更新为reg_data2,将reg_data2更新为当前输入的功率值,同时依次将reg_addr4更新为reg_addr3,将reg_addr3更新为reg_addr2,将reg_addr2更新为当前输入功率值的位置信息,然后跳转至步骤S206;否则跳转至步骤S204;
步骤S204,如果当前输入的功率值大于reg_data3,则依次将reg_data4更新为reg_data3,将reg_data3更新为当前输入的功率值,同时依次将reg_addr4更新为reg_addr3,将reg_addr3更新为当前输入功率值的位置信息,然后跳转至步骤S206;否则跳转至步骤S205;
步骤S205,如果当前输入的功率值大于reg_data4,则将reg_data4更新为当前输入的功率值,同时将reg_addr4更新为当前输入功率值的位置信息,然后跳转至步骤S206;否则直接跳转至步骤S206;
步骤S206,如果检测到输入的功率有效标识由高置低,则将寄存器reg_data1、reg_data2、reg_data3、reg_data4,以及reg_addr1、reg_addr2、reg_addr3、reg_addr4输出至分组单元3,同时给分组单元3输出一个结束标识高脉冲,并跳转至步骤S201;否则跳转至步骤S202。
进一步的,所述分组单元3在分组时,如果各组的位置均相邻或各组的位置均独立,则认为分组不成立并将标识置低输出给判断单元4;否则认为分组成立并将标识置高,同时把分组后的功率值及其位置信息输出给判断单元4。
进一步的,所述步骤S4的具体方式为:
步骤S401,如果分组单元3送来的标识置高,则取每组最大的功率值进行比较,将最大的功率值记录到寄存器reg_max1_val,将最大功率值的位置记录到寄存器reg_max1_addr,将第二大的功率值记录到寄存器reg_max2_val,将第二大功率值的位置记录到寄存器reg_max2_addr,然后跳转至步骤S402;否则跳转至步骤S404;
步骤S402,如果reg_max1_val小于或等于2倍的reg_max2_val,则认为该2个功率峰值不是底噪,跳转至步骤S403,否则跳转至步骤S404;
步骤S403,计算reg_max1_addr与reg_max2_addr的差值,该差值的绝对值即为两个峰值的位置间隔,记录该位置间隔值,然后跳转至步骤S405;
步骤S404,将此时两个峰值的位置间隔设为0并记录,然后跳转至步骤S405;
步骤S405,如果连续多次记录的位置间隔值均不等于0,则认为可能存在转发干扰,跳转至步骤S406,否则不输出告警信号,并跳转至步骤S407;
步骤S406,以固定数量的连续多个位置间隔值为一个计算单元,所述固定数量≥6,从计算单元内的第三个位置间隔值开始,计算每个位置间隔值与其前两个位置间隔值的差值,若两个差值均不超过阈值,则该位置间隔值符合要求;统计一个计算单元中所有符合要求的位置间隔值的个数,若个数大于或等于所述固定数量的一半,则认为存在转发干扰,输出告警信号,否则不输出告警信号;跳转至步骤S407;
步骤S407,重复步骤S401~S406。
本发明与背景技术相比具有如下优点:
1、本发明不需要复杂的数学运算(比如PartialFFT、FractionalFFT),算法简单有效,实现复杂度低,有利于在直接序列扩频接收机中通过嵌入式软件(比如VHDL/Verilog)编程实现。
2、本发明利用了直接序列扩频接收机中必备的扩频码捕获模块,并设计了与之相适应的干扰判断算法,能够节省硬件资源。
3、本发明不需要接收***中额外的设备即可使现有的直接序列扩频接收机具备抗转发干扰的能力,***实现复杂度低,适用于机载等对小型化要求较高的应用场景。
4、本发明不需要信道链路留有额外的开销来支持抗转发干扰功能,可以提高信道链路利用率。
总之,本发明通过捕获功率和干扰识别算法实现了一种适用于直接序列扩频接收机的转发干扰识别方法,并结合控制台告警机制实现了抗转发干扰的目的,改变了现有直接序列扩频接收机不具备抗转发干扰能力的现状,具有重要的应用价值。
附图说明
图1是本发明实施例的原理方框图。
图2是本发明实施例中搜索单元的搜索过程流程图。
图3是本发明实施例中判断单元的判断过程流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
参照图1,一种抗转发干扰的直接序列扩频接收机,其包括捕获单元1、搜索单元2、分组单元3、判断单元4、控制台5。图1是本实施例的原理方框图,实施例按图1连接线路。
其中,捕获单元1用于将外部输入用于扩频码捕获的数字基带信号与已知扩频码字作全相关运算得到功率值和相关信息;搜索单元2用于对一个扩频码周期内的功率值进行排序并搜索到最大的几个功率值;分组单元3根据搜索到的功率值及其位置信息,按位置相邻为一组进行分组;判断单元4根据分组情况、功率值范围和位置间隔来判断是否存在转发干扰;控制台5根据得到的告警信息判断是否需要采取切换频点等措施来躲避转发干扰。
进一步的,捕获单元1的具体工作方式为:
步骤S101,捕获单元1将输入的数字基带信号缓存至长度为扩频码周期的移位寄存器,并将其与已知的扩频码做全相关运算;
步骤S102,以一个扩频码周期为一个计算单元,并启动计数器从1至扩频码周期长度进行循环计数,使其与步骤S101中的全相关运算结果同步,从而给每个全相关运算结果标识一个位置信息;
步骤S103,为提高准确率,多次累加步骤S102中的计算单元,得到N1次平均后的全相关值,在最后一个累加的计算单元中,将平均后的功率值与同步的位置信息输出给搜索单元2,此外,设置功率有效标识并输出给搜索单元2,其中,功率有效标识只在最后一个累加的计算单元中置高,其它时候均置低。本例中,N1取32。
搜索单元2根据捕获单元1输入的功率值搜索出最大的N2个值并记录其位置信息,本例中采用冒泡排序法,N2=4。图2是搜索单元的搜索过程流程图,包括如下步骤:
步骤S201,初始化功率值寄存器reg_data1、reg_data2、reg_data3、reg_data4及其对应的位置寄存器reg_addr1、reg_addr2、reg_addr3、reg_addr4为0,如果输入的功率有效标识置高则跳转至步骤S202,否则继续等待;
为了提高运行效率,可以将输入的低倍钟变为高倍钟,这样输入信号也将复制成多个,此时仅从复制后的多个信号中选择一个进行以下操作:
步骤S202,如果当前输入的功率值大于reg_data1,则依次将reg_data4更新为reg_data3,将reg_data3更新为reg_data2,将reg_data2更新为reg_data1,将reg_data1更新为当前输入的功率值,同时依次将reg_addr4更新为reg_addr3,将reg_addr3更新为reg_addr2,将reg_addr2更新为reg_addr1,将reg_addr1更新为当前输入功率值的位置信息,然后跳转至步骤S206;否则跳转至步骤S203;
步骤S203,如果当前输入的功率值大于reg_data2,则依次将reg_data4更新为reg_data3,将reg_data3更新为reg_data2,将reg_data2更新为当前输入的功率值,同时依次将reg_addr4更新为reg_addr3,将reg_addr3更新为reg_addr2,将reg_addr2更新为当前输入功率值的位置信息,然后跳转至步骤S206;否则跳转至步骤S204;
步骤S204,如果当前输入的功率值大于reg_data3,则依次将reg_data4更新为reg_data3,将reg_data3更新为当前输入的功率值,同时依次将reg_addr4更新为reg_addr3,将reg_addr3更新为当前输入功率值的位置信息,然后跳转至步骤S206;否则跳转至步骤S205;
步骤S205,如果当前输入的功率值大于reg_data4,则将reg_data4更新为当前输入的功率值,同时将reg_addr4更新为当前输入功率值的位置信息,然后跳转至步骤S206;否则直接跳转至步骤S206;
步骤S206,如果检测到输入的功率有效标识由高置低,则将寄存器reg_data1、reg_data2、reg_data3、reg_data4,以及reg_addr1、reg_addr2、reg_addr3、reg_addr4输出至分组单元3,同时给分组单元3输出一个结束标识高脉冲,并跳转至步骤S201;否则跳转至步骤S202。
判断单元4根据分组单元3输入的分组信息判断是否存在转发干扰,并将判断结果作为告警信息通过信道链路通知控制台,以便控制台采取抗干扰措施。图3是判断单元的判断过程流程图,包括如下步骤:
步骤S401,如果输入的标识flag置高,则取每组最大的功率值进行比较,将最大的功率值记录到寄存器reg_max1_val,将最大功率值的位置记录到寄存器reg_max1_addr,将第二大的功率值记录到寄存器reg_max2_val,将第二大功率值的位置记录到寄存器reg_max2_addr,然后跳转至步骤S402;否则跳转至步骤S404;
步骤S402,如果reg_max1_val小于或等于2倍的reg_max2_val,则认为该2个功率峰值不是底噪,跳转至步骤S403,否则跳转至步骤S404;
步骤S403,计算两个峰值的位置间隔addr_margin:
addr_margin = |reg_max1_addr-reg_max2_addr|,
然后跳转至步骤S405;
步骤S404,令addr_margin=0,跳转至步骤S405;
步骤S405,如果连续3次addr_margin不等于0,跳转至步骤S6,否则继续等待且不输出告警信号;
步骤S406,以每8次输入为1个计算周期,如果每次输入的addr_margin与上一次或者上上一次输入的addr_margin的差值小于等于4(忽略第一次),统计满足该条件的次数,如果8次里超过4次则认为存在转发干扰,输出告警信号,否则不输出。
控制台5根据判断单元4输入的告警信号,判断是否需要采取切换频点等措施来躲避转发干扰,从而实现接收机抗转发干扰的目的。
上述直接序列扩频接收机的简要工作原理如下:
本装置利用扩频码的相关性能和干扰识别算法判断转发干扰是否存在,然后通过告警控制台切换频点来实现抗转发干扰的目的。其内部主要由捕获单元、搜索单元、分组单元、判断单元、控制台组成。捕获单元完成输入数字基带信号的匹配滤波。搜索单元找到一个扩频码周期内最大的N2个功率值。分组单元按位置相邻为一组对N2个功率值进行分组。判断单元根据分组情况、功率值范围和位置间隔来判断是否存在转发干扰。控制台根据告警信息判断是否需要采取切换频点等措施来躲避转发干扰。
一种基于直接序列扩频接收机的抗转发干扰方法,其包括以下步骤:
S1,通过捕获单元1接收外部输入的用于扩频码捕获的数字基带信号,将匹配滤波处理后的功率值和相关信息送入搜索单元2;
S2,通过搜索单元2对一个扩频码周期内的功率值进行排序,并将最大的几个功率值及其位置信息送入分组单元3;
S3,通过分组单元3根据输入的功率值及其位置信息,按位置相邻为一组的原则对功率值进行分组,然后将分组情况输出给判断单元4;
S4,通过判断单元4根据分组情况、功率值范围和位置间隔来判断是否存在转发干扰,若存在转发干扰则将告警信息通过信道链路反馈给控制台5;
S5,通过控制台5接收告警信息,若收到告警信息,则切换频点以躲避转发干扰。
具体来说,本方法中,直接序列扩频接收机接收模拟信号,经过AD采样滤波后将数字基带信号送入捕获单元,经过匹配滤波得到信号与扩频码的全相关值,多次累加平均后得到一个扩频码周期内的功率值及其位置信息。搜索单元对输入的一个扩频码周期内的功率值进行排序并搜索到最大的N2个功率值和对应的位置信息。分组单元对N2个功率值按位置相邻为一组进行分组,如果N2个位置均相邻或者N2个位置均独立则认为分组不成立并将标识flag置低,否则按组记录功率值和对应位置,标识flag置高。判断单元判断输入的标识flag,如果低电平则将峰值位置间隔addr_margin置0,否则对输入的每个组按功率值从高到低排列,比较每组的最大值,找到最大值最大的两个组,如果这2个功率最大值不满足条件,则将峰值位置间隔addr_margin置0,否则计算这2个功率峰值位置间隔addr_margin,如果连续N3次addr_margin不等于0,则认为有可能存在转发干扰。峰值位置间隔addr_margin偏差的判断方法是以每8次输入为1个计算周期,如果每次输入的addr_margin与上一次或者上上一次输入的addr_margin的差值小于等于4(忽略第一次),统计满足该条件的次数,如果8次里超过4次则认为存在转发干扰,输出告警信号。控制台如果收到告警信息,则采取切换频点等措施来躲避转发干扰,从而实现直接序列扩频接收机中抗转发干扰的目的。
总之,本发明采用了捕获功率和干扰识别算法联合判断以及控制台告警机制的设计,具有算法实现简单有效,不需要信道链路添加额外的抗转发干扰开销,不需要接收***中的其它设备(比如雷达)增加抗转发干扰功能的特点,特别适用于直接序列扩频接收机这种对硬件实现要求简单和链路利用率要求高的情况。
Claims (10)
1.一种抗转发干扰的直接序列扩频接收机,其特征在于,包括捕获单元(1)、搜索单元(2)、分组单元(3)、判断单元(4)、控制台(5),其中:
捕获单元(1)接收外部输入的用于扩频码捕获的数字基带信号,将匹配滤波处理后的功率值和相关信息送入搜索单元(2);
搜索单元(2)对一个扩频码周期内的功率值进行排序,并将最大的几个功率值及其位置信息送入分组单元(3);
分组单元(3)根据输入的功率值及其位置信息,按位置相邻为一组的原则进行分组,然后将分组情况输出给判断单元(4);
判断单元(4)根据分组情况、功率值范围和位置间隔来判断是否存在转发干扰,若存在转发干扰则将告警信息通过信道链路反馈给控制台(5);
控制台(5)若收到告警信息,则切换频点以躲避转发干扰。
2.根据权利要求1所述的一种抗转发干扰的直接序列扩频接收机,其特征在于,所述捕获单元(1)的具体工作方式为:
步骤S101,捕获单元(1)将输入的数字基带信号缓存至长度为扩频码周期的移位寄存器,并将其与已知的扩频码做全相关运算;
步骤S102,以一个扩频码周期为一个计算单元,并启动计数器从1至扩频码周期长度进行循环计数,使其与步骤S101中的全相关运算结果同步,从而给每个全相关运算结果标识一个位置信息;
步骤S103,多次累加步骤S102中的计算单元,得到多次平均后的全相关值,在最后一个累加的计算单元中,将平均后的功率值与同步的位置信息输出给搜索单元(2),此外,设置功率有效标识并输出给搜索单元(2),其中,功率有效标识只在最后一个累加的计算单元中置高,其它时候均置低。
3.根据权利要求1所述的一种抗转发干扰的直接序列扩频接收机,其特征在于,所述搜索单元(2)的具体工作方式为:
步骤S201,初始化功率值寄存器reg_data1、reg_data2、reg_data3、reg_data4及其对应的位置寄存器reg_addr1、reg_addr2、reg_addr3、reg_addr4为0,如果输入的功率有效标识置高则跳转至步骤S202,否则继续等待;
步骤S202,如果当前输入的功率值大于reg_data1,则依次将reg_data4更新为reg_data3,将reg_data3更新为reg_data2,将reg_data2更新为reg_data1,将reg_data1更新为当前输入的功率值,同时依次将reg_addr4更新为reg_addr3,将reg_addr3更新为reg_addr2,将reg_addr2更新为reg_addr1,将reg_addr1更新为当前输入功率值的位置信息,然后跳转至步骤S206;否则跳转至步骤S203;
步骤S203,如果当前输入的功率值大于reg_data2,则依次将reg_data4更新为reg_data3,将reg_data3更新为reg_data2,将reg_data2更新为当前输入的功率值,同时依次将reg_addr4更新为reg_addr3,将reg_addr3更新为reg_addr2,将reg_addr2更新为当前输入功率值的位置信息,然后跳转至步骤S206;否则跳转至步骤S204;
步骤S204,如果当前输入的功率值大于reg_data3,则依次将reg_data4更新为reg_data3,将reg_data3更新为当前输入的功率值,同时依次将reg_addr4更新为reg_addr3,将reg_addr3更新为当前输入功率值的位置信息,然后跳转至步骤S206;否则跳转至步骤S205;
步骤S205,如果当前输入的功率值大于reg_data4,则将reg_data4更新为当前输入的功率值,同时将reg_addr4更新为当前输入功率值的位置信息,然后跳转至步骤S206;否则直接跳转至步骤S206;
步骤S206,如果检测到输入的功率有效标识由高置低,则将寄存器reg_data1、reg_data2、reg_data3、reg_data4,以及reg_addr1、reg_addr2、reg_addr3、reg_addr4输出至分组单元(3),同时给分组单元(3)输出一个结束标识高脉冲,并跳转至步骤S201;否则跳转至步骤S202。
4.根据权利要求1所述的一种抗转发干扰的直接序列扩频接收机,其特征在于,所述分组单元(3)在分组时,如果各组的位置均相邻或各组的位置均独立,则认为分组不成立并将标识置低输出给判断单元(4);否则认为分组成立并将标识置高,同时把分组后的功率值及其位置信息输出给判断单元(4)。
5.根据权利要求4所述的一种抗转发干扰的直接序列扩频接收机,其特征在于,所述判断单元(4)的具体工作方式为:
步骤S401,如果分组单元(3)送来的标识置高,则取每组最大的功率值进行比较,将最大的功率值记录到寄存器reg_max1_val,将最大功率值的位置记录到寄存器reg_max1_addr,将第二大的功率值记录到寄存器reg_max2_val,将第二大功率值的位置记录到寄存器reg_max2_addr,然后跳转至步骤S402;否则跳转至步骤S404;
步骤S402,如果reg_max1_val小于或等于2倍的reg_max2_val,则认为该2个功率峰值不是底噪,跳转至步骤S403,否则跳转至步骤S404;
步骤S403,计算reg_max1_addr与reg_max2_addr的差值,该差值的绝对值即为两个峰值的位置间隔,记录该位置间隔值,然后跳转至步骤S405;
步骤S404,将此时两个峰值的位置间隔设为0并记录,然后跳转至步骤S405;
步骤S405,如果连续多次记录的位置间隔值均不等于0,则认为可能存在转发干扰,跳转至步骤S406,否则不输出告警信号,并跳转至步骤S407;
步骤S406,以固定数量的连续多个位置间隔值为一个计算单元,所述固定数量≥6,从计算单元内的第三个位置间隔值开始,计算每个位置间隔值与其前两个位置间隔值的差值,若两个差值均不超过阈值,则该位置间隔值符合要求;统计一个计算单元中所有符合要求的位置间隔值的个数,若个数大于或等于所述固定数量的一半,则认为存在转发干扰,输出告警信号,否则不输出告警信号;跳转至步骤S407;
步骤S407,重复步骤S401~S406。
6.一种基于直接序列扩频接收机的抗转发干扰方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1,通过捕获单元(1)接收外部输入的用于扩频码捕获的数字基带信号,将匹配滤波处理后的功率值和相关信息送入搜索单元(2);
S2,通过搜索单元(2)对一个扩频码周期内的功率值进行排序,并将最大的几个功率值及其位置信息送入分组单元(3);
S3,通过分组单元(3)根据输入的功率值及其位置信息,按位置相邻为一组的原则对功率值进行分组,然后将分组情况输出给判断单元(4);
S4,通过判断单元(4)根据分组情况、功率值范围和位置间隔来判断是否存在转发干扰,若存在转发干扰则将告警信息通过信道链路反馈给控制台(5);
S5,通过控制台(5)接收告警信息,若收到告警信息,则切换频点以躲避转发干扰。
7.根据权利要求6所述的一种基于直接序列扩频接收机的抗转发干扰方法,其特征在于,所述步骤S1的具体方式为:
步骤S101,捕获单元(1)将输入的数字基带信号缓存至长度为扩频码周期的移位寄存器,并将其与已知的扩频码做全相关运算;
步骤S102,以一个扩频码周期为一个计算单元,并启动计数器从1至扩频码周期长度进行循环计数,使其与步骤S101中的全相关运算结果同步,从而给每个全相关运算结果标识一个位置信息;
步骤S103,多次累加步骤S102中的计算单元,得到多次平均后的全相关值,在最后一个累加的计算单元中,将平均后的功率值与同步的位置信息输出给搜索单元(2),此外,设置功率有效标识并输出给搜索单元(2),其中,功率有效标识只在最后一个累加的计算单元中置高,其它时候均置低。
8.根据权利要求6所述的一种基于直接序列扩频接收机的抗转发干扰方法,其特征在于,所述步骤S2的具体方式为:
步骤S201,初始化功率值寄存器reg_data1、reg_data2、reg_data3、reg_data4及其对应的位置寄存器reg_addr1、reg_addr2、reg_addr3、reg_addr4为0,如果输入的功率有效标识置高则跳转至步骤S202,否则继续等待;
步骤S202,如果当前输入的功率值大于reg_data1,则依次将reg_data4更新为reg_data3,将reg_data3更新为reg_data2,将reg_data2更新为reg_data1,将reg_data1更新为当前输入的功率值,同时依次将reg_addr4更新为reg_addr3,将reg_addr3更新为reg_addr2,将reg_addr2更新为reg_addr1,将reg_addr1更新为当前输入功率值的位置信息,然后跳转至步骤S206;否则跳转至步骤S203;
步骤S203,如果当前输入的功率值大于reg_data2,则依次将reg_data4更新为reg_data3,将reg_data3更新为reg_data2,将reg_data2更新为当前输入的功率值,同时依次将reg_addr4更新为reg_addr3,将reg_addr3更新为reg_addr2,将reg_addr2更新为当前输入功率值的位置信息,然后跳转至步骤S206;否则跳转至步骤S204;
步骤S204,如果当前输入的功率值大于reg_data3,则依次将reg_data4更新为reg_data3,将reg_data3更新为当前输入的功率值,同时依次将reg_addr4更新为reg_addr3,将reg_addr3更新为当前输入功率值的位置信息,然后跳转至步骤S206;否则跳转至步骤S205;
步骤S205,如果当前输入的功率值大于reg_data4,则将reg_data4更新为当前输入的功率值,同时将reg_addr4更新为当前输入功率值的位置信息,然后跳转至步骤S206;否则直接跳转至步骤S206;
步骤S206,如果检测到输入的功率有效标识由高置低,则将寄存器reg_data1、reg_data2、reg_data3、reg_data4,以及reg_addr1、reg_addr2、reg_addr3、reg_addr4输出至分组单元(3),同时给分组单元(3)输出一个结束标识高脉冲,并跳转至步骤S201;否则跳转至步骤S202。
9.根据权利要求6所述的一种基于直接序列扩频接收机的抗转发干扰方法,其特征在于,所述分组单元(3)在分组时,如果各组的位置均相邻或各组的位置均独立,则认为分组不成立并将标识置低输出给判断单元(4);否则认为分组成立并将标识置高,同时把分组后的功率值及其位置信息输出给判断单元(4)。
10.根据权利要求9所述的一种基于直接序列扩频接收机的抗转发干扰方法,其特征在于,所述步骤S4的具体方式为:
步骤S401,如果分组单元(3)送来的标识置高,则取每组最大的功率值进行比较,将最大的功率值记录到寄存器reg_max1_val,将最大功率值的位置记录到寄存器reg_max1_addr,将第二大的功率值记录到寄存器reg_max2_val,将第二大功率值的位置记录到寄存器reg_max2_addr,然后跳转至步骤S402;否则跳转至步骤S404;
步骤S402,如果reg_max1_val小于或等于2倍的reg_max2_val,则认为该2个功率峰值不是底噪,跳转至步骤S403,否则跳转至步骤S404;
步骤S403,计算reg_max1_addr与reg_max2_addr的差值,该差值的绝对值即为两个峰值的位置间隔,记录该位置间隔值,然后跳转至步骤S405;
步骤S404,将此时两个峰值的位置间隔设为0并记录,然后跳转至步骤S405;
步骤S405,如果连续多次记录的位置间隔值均不等于0,则认为可能存在转发干扰,跳转至步骤S406,否则不输出告警信号,并跳转至步骤S407;
步骤S406,以固定数量的连续多个位置间隔值为一个计算单元,所述固定数量≥6,从计算单元内的第三个位置间隔值开始,计算每个位置间隔值与其前两个位置间隔值的差值,若两个差值均不超过阈值,则该位置间隔值符合要求;统计一个计算单元中所有符合要求的位置间隔值的个数,若个数大于或等于所述固定数量的一半,则认为存在转发干扰,输出告警信号,否则不输出告警信号;跳转至步骤S407;
步骤S407,重复步骤S401~S406。
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