本發(fā)明涉及數(shù)字通信、激光解碼領(lǐng)域,具體地涉及一種激光導(dǎo)引頭混合解碼方法,旨在解決非理想信道條件下信號(hào)解碼的魯棒性問題。
背景技術(shù):
1、在現(xiàn)代通信與探測(cè)系統(tǒng)中,信號(hào)的可靠接收與精確解碼至關(guān)重要。傳統(tǒng)數(shù)字匹配濾波器(dmf)因其在加性高斯白噪聲(awgn)環(huán)境下最大化輸出信噪比(snr)的優(yōu)勢(shì),被廣泛應(yīng)用于信號(hào)捕獲與同步。然而,dmf的性能高度依賴信號(hào)波形的先驗(yàn)知識(shí),對(duì)信道畸變(如漏脈沖、干擾脈沖)敏感,易導(dǎo)致誤判。現(xiàn)有技術(shù)缺乏對(duì)信號(hào)結(jié)構(gòu)完整性的精細(xì)驗(yàn)證能力,難以應(yīng)對(duì)復(fù)雜信道環(huán)境。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)上述問題,本發(fā)明的目的是提供一種激光導(dǎo)引頭混合解碼方法,將高速dmf主通道與增量式自相關(guān)輔通道相結(jié)合,通過雙通道協(xié)同機(jī)制,在保證實(shí)時(shí)性的同時(shí)顯著提升非理想信道下的解碼魯棒性與準(zhǔn)確性,解決傳統(tǒng)dmf易受漏脈沖/干擾脈沖影響導(dǎo)致誤判的問題,提升激光制導(dǎo)系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行的能力。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種激光導(dǎo)引頭混合解碼方法,包括高速主通道、輔助驗(yàn)證通道和聯(lián)合判決器組成的核心模塊,所述混合解碼方法的具體實(shí)施步驟如下:
3、s1、高速主通道對(duì)輸入信號(hào)流進(jìn)行掃描,并快速定位潛在的候選信號(hào)幀;
4、s2、輔助驗(yàn)證通道對(duì)高速主通道鎖定的候選信號(hào)幀進(jìn)行驗(yàn)證,區(qū)分真實(shí)信號(hào)和類噪聲干擾;
5、s3、聯(lián)合判決器融合主、輔兩個(gè)通道提供的不同維度信息,做出可靠的解碼決策。
6、進(jìn)一步的,步驟s1中所述的高速主通道包含數(shù)字匹配濾波器(dmf),其沖激響應(yīng)為期望信號(hào)波形的共軛時(shí)間反轉(zhuǎn),高速主通道的工作流程如下:
7、s1.1、信號(hào)輸入與主通道處理:接收機(jī)持續(xù)接收到的模擬信號(hào)經(jīng)過前端濾波、放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換(adc)后,轉(zhuǎn)換為數(shù)字基帶流,輸入高速主通道;
8、s1.2、主通道快速捕獲:數(shù)字匹配濾波器(dmf)預(yù)先加載期望編碼,對(duì)輸入的數(shù)字基帶信號(hào)流進(jìn)行連續(xù)卷積相關(guān)運(yùn)算,輸出相關(guān)峰值序列;
9、s1.3、候選幀觸發(fā)機(jī)制:系統(tǒng)在數(shù)字匹配濾波器(dmf)的輸出端設(shè)置一個(gè)動(dòng)態(tài)調(diào)整的判決門限單元,當(dāng)dmf的輸出峰值超過該門限時(shí),表明檢測(cè)到一個(gè)潛在的信號(hào)幀起始點(diǎn),系統(tǒng)生成一個(gè)觸發(fā)信號(hào),并記錄下當(dāng)前的時(shí)刻信息。
10、進(jìn)一步的,所述數(shù)字匹配濾波器(dmf)生成觸發(fā)信號(hào)的觸發(fā)機(jī)制包括:
11、(1)實(shí)時(shí)計(jì)算噪聲功率并生成動(dòng)態(tài)自適應(yīng)門限;
12、(2)通過m個(gè)樣本內(nèi)的幅度持續(xù)檢測(cè)鎖定峰值,生成一個(gè)精確的觸發(fā)信號(hào)。
13、進(jìn)一步的,步驟s2中所述的輔助驗(yàn)證通道包括增量式滑動(dòng)自相關(guān)分析模塊,輔助驗(yàn)證通道的工作流程如下:
14、s2.1、輔助驗(yàn)證通道局部窗口激活:高速主通道的觸發(fā)信號(hào)激活輔助驗(yàn)證通道的增量式滑動(dòng)自相關(guān)分析模塊,并同時(shí)啟動(dòng)一個(gè)局部時(shí)間窗口,該窗口大小設(shè)定為與一個(gè)完整的信號(hào)幀周期或其關(guān)鍵部分相匹配;
15、s2.2、輔助驗(yàn)證通道精細(xì)驗(yàn)證:輔助驗(yàn)證通道在dmf觸發(fā)時(shí)刻前后局部窗口內(nèi)執(zhí)行增量式自相關(guān)分析,輸出自相關(guān)分析峰值p_ac及其對(duì)應(yīng)時(shí)延,所述輔助驗(yàn)證通道采用增量式遞推算法計(jì)算窗口內(nèi)信號(hào)的自相關(guān)函數(shù),增量式遞推公式如下:
16、
17、其中,x_in·x_in_minus_k為當(dāng)前窗口中的第k個(gè)樣本,即x(k),新樣本x_in與它配對(duì);x_out_minus_k是上一個(gè)窗口中倒數(shù)第k個(gè)樣本,即x_out的前一個(gè)樣本。
18、進(jìn)一步的,步驟s3中所述聯(lián)合判決器的工作流程如下:
19、s3.1、輔助驗(yàn)證通道分析完成后,系統(tǒng)將主通道數(shù)字匹配濾波器(dmf)的輸出峰值p_dm和輔助驗(yàn)證通道輸出的自相關(guān)峰值p_ac作為兩個(gè)關(guān)鍵特征,輸入到一個(gè)聯(lián)合判決器中;
20、s3.2、采用加權(quán)和判決準(zhǔn)則進(jìn)行最終判決,加權(quán)和公式如下:
21、
22、其中w_m和w_a是權(quán)重系數(shù),th_joint是聯(lián)合判決門限,雙指標(biāo)達(dá)標(biāo)則輸出有效解碼結(jié)果。
23、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明內(nèi)含一種雙通道協(xié)同工作的信號(hào)處理系統(tǒng),旨在融合數(shù)字匹配濾波器的高速并行處理能力和增量式自相關(guān)分析對(duì)信號(hào)結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的精細(xì)驗(yàn)證能力;本發(fā)明將上述兩種技術(shù)構(gòu)建成為一個(gè)有機(jī)的整體,實(shí)現(xiàn)功能互補(bǔ)與性能增強(qiáng),其有益效果如下:
24、1、高魯棒性:雙通道協(xié)同工作,融合能量域(dmf)和時(shí)序域(自相關(guān))信息,有效抑制了由漏脈沖、干擾脈沖和噪聲引起的誤判和漏判。
25、2、高效率:輔通道僅處理局部窗口,結(jié)合增量式遞推算法,計(jì)算復(fù)雜度從o(l2)降至o(l),效率提升了l倍。
26、3、動(dòng)態(tài)適應(yīng)性:動(dòng)態(tài)門限機(jī)制與增量式計(jì)算適配時(shí)變信道,避免傳統(tǒng)全序列自相關(guān)的高開銷。
1.一種激光導(dǎo)引頭混合解碼方法,其特征在于,采用高速主通道、輔助驗(yàn)證通道和聯(lián)合判決器組成的核心模塊,所述混合解碼方法的具體實(shí)施步驟如下:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光導(dǎo)引頭混合解碼方法,其特征在于,步驟s1中所述的高速主通道包含數(shù)字匹配濾波器,其沖激響應(yīng)為期望信號(hào)波形的共軛時(shí)間反轉(zhuǎn),高速主通道的工作流程如下:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種激光導(dǎo)引頭混合解碼方法,其特征在于,所述數(shù)字匹配濾波器生成觸發(fā)信號(hào)的觸發(fā)機(jī)制包括:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光導(dǎo)引頭混合解碼方法,其特征在于,步驟s2中所述的輔助驗(yàn)證通道包括增量式滑動(dòng)自相關(guān)分析模塊,輔助驗(yàn)證通道的工作流程如下:
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光導(dǎo)引頭混合解碼方法,其特征在于,步驟s3中所述聯(lián)合判決器的工作流程如下: