一种改进的m序列自相关定距方法技术

本发明专利技术公开了一种改进的m序列自相关定距方法，首先，单极型m码序列进行k倍采样后，一路通过发射链路由天线发射出去，另一路加上固定时延后作为本振信号m0序列。接收回来的信号通过接收链路生成基带的回波信号，再用ADC对多位的基带回波信号进行k倍采样，再用ADC对多位基带回波信号进行k倍采样，并输出该采样数据的最高位，将上述所有输出的最高位集合作为m1序列；其次，将m0序列与m1作按位异或运算得到单极型m2序列；然后将单极型序列m2转化为双极型序列m3；最后将m3各位相加，再对相加后的结果求绝对值，得到最大相关峰值，将该峰值与门限进行比较后，当峰值大于等于门限时，通过定距公式得到最终的定距距离。距公式得到最终的定距距离。距公式得到最终的定距距离。

An improved autocorrelation distance method for M-series

【技术实现步骤摘要】
一种改进的m序列自相关定距方法


[0001]本专利技术属于无线电引信
，特别是一种改进的m序列自相关定距方 法。

技术介绍

[0002]在无线电引信领域，伪随机码序列调相引信利用伪随机码的二值自相关特 性，采用相关技术实现定距，具有距离截止特性好、抗干扰能力强、定距精度高 等优点，是无线电引信领域研究的热点之一。m序列是一种典型的伪随机码序列， 具有易产生、规律性强等优点，m序列具有可比拟噪声的优点，只要选取合适的 码元宽度T
c
和码序列长度P，m序列就可以具有较大的带宽、很小的平均功率谱 密度，这使得敌方侦查装置不能够轻易发射信号的调制参数，从而提高抗干扰能 力。因此，m序列常用于伪码调相定距系统，以提高系统抗干扰能力和定距精度。
[0003]伪码调相信号处理方法是作相关运算，具体又可分为单极型m序列相关运 算，以及双极型m序列相关运算。单极型m序列相关运算实现简单，定距精度 相对较差，双极型m序列相关运算实现复杂，但运算结果比单极型准确。此外， 单极型m序列相关运算永远无法通过参数选择来规避多普勒调制的影响，双极 型m序列相关运算则可以。
[0004]现使用的m序列自相关定距方法如下：当伪码调相定距系统参数满足多普 勒容限要求时，将本地单极型m序列变换为双极型m序列，然后以与ADC相 等的采样率进行采样、存储；回波信号经过ADC采样、传输进入数字信号处理 子系统；将回波信号与本地双极型延时m序列做相关运算，当相关器输出最大 相关峰时，记录本地m序列的延时，再解算出定距距离，然而现使用的m序列 自相关定距方法存在以下问题：
[0005](1)ADC在对受多普勒调制的n位m伪随机序列进行采集时，需要对该m 伪随机序列的每一位进行判定，还原出的是幅度受多普勒调制的m伪随机序列， 受多普勒调制的m码序列的后半周发生了“1”和
“‑
1”翻转，只有在伪码调相 定距系统参数满足多普勒容限要求时，才能得到正确的自相关定距结果，给硬件 上提出了较高的要求。
[0006](2)在进行相关运算前，会将单极型m序列转换为双极型m序列(一次乘 法和加法)，再进行相关运算(一次乘法和加法)，此时需要进行两次有符号数乘 法和两次有符号数加法，运算量较大，会消耗更多的硬件资源。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种改进的m序列自相关定距方法，克服了ADC在 采集基带的n位m伪随机序列回波信号时，输出信号为幅度受多普勒调制的m 伪随机序列，对系统参数要求较高；进行相关运算前，先将单极型m序列转换 为双极型m序列，再进行相关运算，运算量较大，会消耗更多的硬件资源等问 题，该方法实现简单，在还原规则的单极型m伪随机序列的同时，给出一种等 价自相关算法。简化了数字信号处理算法程序，较大程度地节省了硬件系统资源， 大大提高了数字信号处理运算速度。
[0008]实现本专利技术的技术解决方案为：一种改进的m序列自相关定距方法，步骤 如下：
[0009]步骤1、单极型m码序列进行k倍采样后，一路通过发射链路由天线发射出 去，另一路在加上固定时延后作为本振信号m0序列，本振信号m0由0、1数值 构成。
[0010]步骤2、接收回来的信号通过接收链路生成基带的回波信号，再用ADC对 多位的基带回波信号进行k倍采样，再用ADC对多位基带回波信号进行k倍采 样，并输出该采样数据的最高位，将上述所有输出的最高位集合作为m1序列。 其中k值得满足奈奎斯特采样定律，同时k值也受硬件性能限制。m1为存储后 的单极型m序列，由0、1数值构成。
[0011]步骤3、将m0序列与m1作按位异或运算。
[0012]步骤4、将步骤3中得到的单极型序列m2转化为双极型序列m3。
[0013]步骤5、将m3进行各位相加，结果再求绝对值，则可得到最大相关峰值。
[0014]步骤6、将步骤5中得到的最大峰值与门限进行比较后，当最大峰值大于等 于门限时，通过定距公式解算得到定距距离。
[0015]本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：
[0016](1)根据模拟数字转换器ADC输出数据的特点，还原出标准的单极型伪 随机码序列(0，1序列码)，而非幅度受多普勒调制的序列。
[0017](2)利用双极型伪随机码序列相乘等价于单极型伪随机码序列求异或的关 系，设计出一种等价自相关算法。
[0018](3)该算法简化了数字信号处理算法程序，较大程度地节省了硬件系统资 源，大大提高了数字信号处理运算速度。
附图说明
[0019]图1为本专利技术一种改进的m序列自相关定距方法流程图。
[0020]图2为受多普勒调制的延时m序列信号图。
[0021]图3为ADC采样数据输出格式图。
[0022]图4为modelsim仿真结果图。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有创造性劳动 前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
) 仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动 情况等，如果改特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0025]另外，在本专利技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不 能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由 此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。 在本专利技术地描述中，“多个”地含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有 明确具体地限定。
[0026]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应作广 义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；“连 接”可以是机械连接，
也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以 根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0027]另外，本专利技术各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领 域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时 应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围指内。
[0028]下面将结合本设计实例对具体实施方式、以及本次专利技术的技术难点、专利技术点 进行进一步介绍。
[0029]结合图1，本专利技术的一种改进的m序列自相关定距实现方法，包括以下步骤：
[0030]步骤1：对单极型m码序列(序列数为P)进行k倍采样后，通过功分器分 成两路，一路通过发射链路生成射频发射信号，然后由天线发射出去，另一路在 加上固定时延后作为本振信号m0序列，m码序列以及本振信号m0都是由本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改进的m序列自相关定距方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、单极型m码序列进行k倍采样后，一路通过发射链路由天线发射，另一路在加上固定时延后作为本振信号m0序列，本振信号m0由0、1数值构成；步骤2、接收天线发射的信号，并通过接收链路生成多位基带回波信号，所述多位基带回波信号为受多普勒调制的伪随机码信号，再用ADC对多位基带回波信号进行k倍采样，并输出该采样数据的最高位，将上述所有输出的最高位集合作为m1序列；步骤3、将m0序列与m1作按位异或运算，得到单极型序列m2；步骤4、将单极型序列m2转化为双极型序列m3；步骤5、将...

【专利技术属性】
技术研发人员：严硕，汤永浩，汪小红，干鹏，于航晨，李聪，刘飞，顾阳阳，王寒冰，李晨，
申请(专利权)人：中国航天科工集团八五一一研究所，
类型：发明
国别省市：