一種突發(fā)數(shù)字通信系統(tǒng)多通道快速精確同步的軟件處理方法

郁江洪，白望旭

（陜西凌云電器集團有限公司，寶雞 721006）

1 引言

同步頭構造簡單的通信系統(tǒng)，在復雜電磁環(huán)境及干擾環(huán)境下易受干擾，抗多徑能力不足。多通道高速突發(fā)擴跳頻通信系統(tǒng)的同步頭構造相對復雜，識別要求快速、抗干擾且同步精度高。這對軟件數(shù)字處理方法提出了比較高的要求。

2 硬件處理架構

以FPGA為主構建硬件平臺，用VHDL硬件描述語言進行編程描述。采用通用的多路A/D加FPGA硬件處理平臺保證程序升級維護的方便性和可移植性。通過對多通道的實時寬帶突發(fā)高速模擬射頻或中頻信號進行A/D采樣數(shù)字化，在FPGA中進行信號的高速數(shù)字化捕獲、同步識別跟蹤處理等。最后獲得捕獲輸出和高精度的同步輸出。

3 軟件設計

圖1 多通道快速精確同步軟件處理流程圖

圖1中的a對輸入的n路快慢跳通道的相關峰進行搜索，在b中進行納秒級的高速窄脈沖識別。如果沒有識別到窄脈沖就返回a繼續(xù)搜索，如果識別到窄脈沖就進入c，根據(jù)系統(tǒng)對同步頭的劃分及圖樣對同步頭圖樣進行擬合，如果系統(tǒng)時間沒到則繼續(xù)擬合，系統(tǒng)時間到后，判斷是否擬合成功，沒有成功就返回a繼續(xù)搜索，擬合成功就進入d產(chǎn)生捕獲信號輸出。捕獲后針對每種圖樣具體的捕獲情況，分別計算完對應的換碼時刻，按系統(tǒng)要求控制擴頻碼及頻率的更新。d的輸出一路進入f計算換碼位置后進入g生成換碼位置，在進入h進行擴跳頻預置，h的輸出進入i完成擴頻碼更新，同時也進入j完成頻率更新。d的輸出另一路進入e對隨后的一連串高速跳頻窄脈沖信號動態(tài)搜索、跟蹤。

e的輸出一路進入k脈沖組位置記憶識別，當判斷識別到異常后，進入m進行異常處理，處理完后進入l進行脈沖群密集區(qū)計算。通過記錄其出現(xiàn)位置，根據(jù)統(tǒng)計值分析識別出異常擾動并進行處理，自動鑒別出累計串脈沖在干擾環(huán)境下的真實精確位置。沒識別到異常時則直接進入l進行計算，計算完的結果輸入n對頻點不一致造成的群延遲誤差進行修正，對頻點故障或各種干擾產(chǎn)生的個別離散偏離值和極端偏離值不予以響應，其誤差不予累計。接著判斷，是否系統(tǒng)時間已到如果系統(tǒng)時間沒到則轉入e繼續(xù)動態(tài)搜索跟蹤，系統(tǒng)時間到后，判斷是否有同步信號產(chǎn)生，如果沒有產(chǎn)生，則返回a繼續(xù)重新搜索，產(chǎn)生同步信號后進入o輸出高精度的同步信號，提供給系統(tǒng)進行信息接收使用。

e的另一路輸出進入p天線識別后在q中對每個脈沖天線質(zhì)量判決，如果判斷上天線信號質(zhì)量優(yōu)則在r中累計統(tǒng)計上天線的優(yōu)的數(shù)目，否則判斷下天線信號質(zhì)量優(yōu)的話則在s中累計統(tǒng)計下天線的優(yōu)的數(shù)目。接著判斷同步脈沖串是否結束，沒有結束就繼續(xù)運行q，若結束則進入t進行r和s累計結果的判斷。當判斷上天線有時進入u天線鎖定上天線，否則進入v天線鎖定下天線。實現(xiàn)了對接收天線的質(zhì)量進行統(tǒng)計判決，鎖定信號質(zhì)量最優(yōu)的天線，實現(xiàn)自動天線識別功能。同時軟件通過w完成上電自復位功能，軟件采用模塊化且有外復位及捕獲自恢復功能，可以有效縮短系統(tǒng)捕獲及再次捕獲時間。通過x完成上電自檢測功能。y系統(tǒng)時鐘通過z后供軟件使用。

軟件具有自主接收并對脈沖真?zhèn)芜M行識別判斷，并自恢復功能，可以有效縮短系統(tǒng)捕獲及再次捕獲時間。

4 結束語

通過實物裝機驗證，由于軟件上立足對突發(fā)擴頻跳頻信號的系統(tǒng)特征量識別采用了多通道捕獲圖案的高速自動擬合識別技術后，進行了接收脈沖群質(zhì)量的累計統(tǒng)計判決及脈沖群密集區(qū)的識別，可以對頻點故障或各種干擾產(chǎn)生的異常及極端條件下偏離值引入的誤差進行識別剔除，弱化偏離積累誤差的影響，結合對頻點不一致造成的群延遲誤差進行群延遲誤差補償修正處理，將鎖定脈沖串的精確位置，最終產(chǎn)生高精度的信號到達時間。處理上可有效剔除環(huán)境或外界有意施加的干擾，具有較強的同步頭識別和抗干擾能力。與一般系統(tǒng)比具有多通道數(shù)字化高速捕獲和抗干擾、同步精度高的特點，適用于復雜電磁及電磁干擾環(huán)境下的應用，軟件具有自主接收、真?zhèn)巫R別及判斷和自恢復能力。軟件處理方法相對獨立，易于靈活移植、拼接，可通過裁減或增強相應的功能后應用于類似通信系統(tǒng)中。其處理思想可部分或全部移植擴展到一般單通道或多通道通信系統(tǒng)中，也可用于通信系統(tǒng)同步頭的創(chuàng)新構造中。