CN115065580A - 一种宽带下Link16数据链识别及参数估计方法 - Google Patents

一种宽带下Link16数据链识别及参数估计方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种宽带下Link16数据链识别及参数估计方法，通过脉冲检测与信号平方谱估计的方式，实现Link16数据链的识别与参数估计，可同时获得信号的跳频图案，具有实现方法简单，易工程实现，估计准确迅捷的优点。

Description

一种宽带下Link16数据链识别及参数估计方法
技术领域
本发明涉及电子侦察与对抗技术领域，尤其涉及一种宽带下Link16数据链识别及参数估计方法。
背景技术
数据链已成为信息战不可或缺的一部分，未来战争是信息化的战争，而数据链系统必然会在未来的战场上引领信息战的技术潮流。在战场环境下，对电磁信号的截获技术已经成熟，问题是如何对已截获信号进行信号类型识别，然后才能有针对性的做出干扰等对抗措施。对数据链信号进行识别与参数估计，有利于获取敌方的通信信息并做出通信干扰等对抗措施，对电子侦察对抗有着重要意义。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种宽带下Link16数据链识别及参数估计方法，用于快速识别Link16数据链并估计其跳频参数。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种宽带下Link16数据链识别及参数估计方法，包括以下步骤：
步骤S1：宽带接收机采集原始IQ数据，带宽设置大于240MHz，接收机中心频率设置为IFfc；
步骤S2：计算复信号X的包络；
Figure BDA0003770049620000011
其中A为复信号包络，I为复信号X的实部，Q为复信号X的虚部；
步骤S3：对A进行脉冲检测，获取脉冲的起始位置startI、截止位置stopI并计算脉宽Pwidth，单位us；
步骤S4：若Pwidth满足：
|Pwidth-6.4|＜0.2
则取该脉冲对应的复信号Xp＝X[startI，stopI]，执行下一步骤；
步骤S5：对Xp进行nFFT点傅里叶变换，计算其功率谱P，并计算其最大值对应的位置索引与频率，记为MaxFI与Fcr；
步骤S6：求Xp的平方谱，即：
S2＝abs(fft(Xp 2))
步骤S7：计算S2最大值对应的位置索引与频率，记为maxI1与F1；
步骤S8：在F1左右5.5MHz范围内进行长度为M的CZT频谱细化，并搜索大于门限的第二个谱峰，计算其对应的位置索引与频率，记为maxI2与F2；
步骤S9：计算符号速率：
symbolR＝F1-F2
若满足|symbolR-5|＜0.1，则判断为Link16信号，执行下一步操作；若不满足，则回到步骤S4进行下一个脉冲检测；
步骤S10：计算信号的2倍载频fc2：
fcInd＝(maxI1+maxI2)/2
fc2＝F1-5.5+fcInd*11/M
其中，fcInd为二倍频所在位置的索引；
步骤S11：通过2倍载频估计信号载频Fc；
步骤S12：对每个脉冲进行步骤S4～S11，完成Link16数据跳频图案的估计。
进一步方案为，所述步骤S11中，通过2倍载频估计信号载频Fc步骤如下：
步骤S111：MaxFI修正：若MaxFI＜＝nFFT/2，MaxFI＝MaxFI+nFFT/2；若MaxFI＞nFFT/2，MaxFI＝MaxFI-nFFT/2；
步骤S112：计算MaxFI与频谱中心的间隔：
Figure BDA0003770049620000031
若MaxFI<FdifN，执行步骤S113；反之执行步骤S114；
步骤S113：若2*FdifN<nFFT/2且fc2>0：
Figure BDA0003770049620000032
若2*FdifN<nFFT/2且fc2<＝0：
Figure BDA0003770049620000033
若2*FdifN>＝nFFT/2：
Figure BDA0003770049620000034
步骤S114：若2*FdifN<nFFT/2且fc2<0：
Figure BDA0003770049620000035
若2*FdifN<nFFT/2且fc2>＝0：
Figure BDA0003770049620000036
若2*FdifN>＝nFFT/2：
Figure BDA0003770049620000037
本发明的有益效果在于：
本发明的一种宽带下Link16数据链识别及参数估计方法，通过脉冲检测与信号平方谱估计的方式，实现Link16数据链的识别与参数估计，可同时获得信号的跳频图案，具有实现方法简单，易工程实现，估计准确迅捷的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要实用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
在任一实施例中，如图1所示，本发明的一种宽带下Link16数据链识别及参数估计方法，包括以下步骤：
步骤S1：宽带接收机采集原始IQ数据，带宽应大于240MHz，接收机中心频率设置为IFfc；
步骤S2：计算复信号X的包络；
Figure BDA0003770049620000041
其中A为复信号包络，I为复信号X的实部，Q为复信号X的虚部；
步骤S3：对A进行脉冲检测，获取脉冲的起始位置startI、截止位置stopI并计算脉宽Pwidth，单位us；
步骤S4：若Pwidth满足：
|Pwidth-6.4|＜0.2
则取该脉冲对应的复信号Xp＝X[startI，stopI]，执行下一步骤；
步骤S5：对Xp进行nFFT点傅里叶变换，计算其功率谱P，并计算其最大值对应的位置索引与频率，记为MaxFI与Fcr；
步骤S6：求Xp的平方谱，即：
S2＝abs(fft(Xp 2))
步骤S7：计算S2最大值对应的位置索引与频率，记为maxI1与F1；
步骤S8：在F1左右5.5MHz范围内进行长度为M的CZT频谱细化，并搜索大于门限的第二个谱峰，计算其对应的位置索引与频率，记为maxI2与F2。
步骤S9：计算符号速率：
symbolR＝F1-F2
若满足|symbolR-5|＜0.1，则判断为Link16信号，执行下一步操作；若不满足，则回到步骤S4进行下一个脉冲检测；
步骤S10：计算信号的2倍载频fc2：
fcInd＝(maxI1+maxI2)/2
fc2＝F1-5.5+fcInd*11/M
其中，fcInd为二倍频所在位置的索引；
步骤S11：通过2倍载频估计信号载频Fc：
步骤S111：MaxFI修正：若MaxFI＜＝nFFT/2，MaxFI＝MaxFI+nFFT/2；若MaxFI＞nFFT/2，MaxFI＝MaxFI-nFFT/2；
步骤S112：计算MaxFI与频谱中心的间隔：
Figure BDA0003770049620000051
若MaxFI＜FdifN，执行步骤S113；反之执行步骤S114；
步骤S113：若2*FdifN＜nFFT/2且fc2＞0：
Figure BDA0003770049620000052
若2*FdifN＜nFFT/2且fc2＜＝0：
Figure BDA0003770049620000053
若2*FdifN＞＝nFFT/2：
Figure BDA0003770049620000054
步骤S114：若2*FdifN＜nFFT/2且fc2＜0：
Figure BDA0003770049620000061
若2*FdifN＜nFFT/2且fc2＞＝0：
Figure BDA0003770049620000062
若2*FdifN＞＝nFFT/2：
Figure BDA0003770049620000063
步骤S12：对每个脉冲进行步骤S4～S11，可完成Link16数据跳频图案的估计。
在一个具体实施例中，如图1所示，本发明的一种宽带下Link16数据链识别及参数估计方法，包括以下步骤：
1.宽带接收机采集IQ数据，带宽300MHz，接收机中心频率设置为IFfc；
2.计算复信号X的包络；
3.采用双滑窗法进行脉冲检测，获取脉冲的起始位置startI、截止位置stopI并计算脉宽Pwidth，单位us。
4.取第一个脉冲参数，若Pwidth满足：
|Pwidth-6.4|＜0.2
则取该脉冲对应的复信号Xp＝X[startI，stopI]，执行下一步骤；
5.对Xp进行nFFT点傅里叶变换，计算其功率谱P，并计算其最大值对应的位置索引与频率，记为MaxFI与Fcr。
6.求Xp的平方谱；
7.计算S2最大值对应的位置索引与频率，记为maxI1与F1；
8.在F1左右5.5MHz范围内进行长度为M的CZT频谱细化，并搜索大于门限的第二个谱峰，计算其对应的位置索引与频率，记为maxi2与F2；
9.计算符号速率：
symbolR＝F1-F2
若|symbolR-5|＜0.1，则判断为Link16信号，执行下一步操作；
10.计算信号的2倍载频fc2：
fcInd＝(maxI1+maxI2)/2
fc2＝F1-5.5+fcInd*11/M
11.频率变换得到载频Fc；
12.取下一个脉冲，重复步骤4～11，直到脉冲序列为空，输出跳频图案。
本发明通过脉冲检测与信号平方谱估计的方式，实现Link16数据链的识别与参数估计，可同时获得信号的跳频图案，具有实现方法简单，易工程实现，估计准确迅捷的优点。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (2)

1.一种宽带下Link16数据链识别及参数估计方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：宽带接收机采集原始IQ数据，带宽设置大于240MHz，接收机中心频率设置为IFfc；
步骤S2：计算复信号X的包络；
Figure FDA0003770049610000011
其中A为复信号包络，I为复信号X的实部，Q为复信号X的虚部；
步骤S3：对A进行脉冲检测，获取脉冲的起始位置startI、截止位置stopI并计算脉宽Pwidth，单位us；
步骤S4：若Pwidth满足：
|Pwidth-6.4|<0.2
则取该脉冲对应的复信号Xp＝X[startI，stopI]，执行下一步骤；
步骤S5：对Xp进行nFFT点傅里叶变换，计算其功率谱P，并计算其最大值对应的位置索引与频率，记为MaxFI与Fcr；
步骤S6：求Xp的平方谱，即：
S2＝abs(fft(Xp 2))
步骤S7：计算S2最大值对应的位置索引与频率，记为maxI1与F1；
步骤S8：在F1左右5.5MHz范围内进行长度为M的CZT频谱细化，并搜索大于门限的第二个谱峰，计算其对应的位置索引与频率，记为maxI2与F2；
步骤S9：计算符号速率：
symbolR＝F1-F2
若满足|symbolR-5|<0.1，则判断为Link16信号，执行下一步操作；若不满足，则回到步骤S4进行下一个脉冲检测；
步骤S10：计算信号的2倍载频fc2：
fcInd＝(maxI1+maxI2)/2
fc2＝F1-5.5+fcInd*11/M
其中，fcInd为二倍频所在位置的索引；
步骤S11：通过2倍载频估计信号载频Fc；
步骤S12：对每个脉冲进行步骤S4～S11，完成Link16数据跳频图案的估计。
2.如权利要求1所述的一种宽带下Link16数据链识别及参数估计方法，其特征在于，所述步骤S11中，通过2倍载频估计信号载频Fc步骤如下：
步骤S111：MaxFI修正：若MaxFI<＝nFFT/2，MaxFI＝MaxFI+nFFT/2；若MaxFI>nFFT/2，MaxFI＝MaxFI-nFFT/2；
步骤S112：计算MaxFI与频谱中心的间隔：
Figure FDA0003770049610000021
若MaxFI<FdifN，执行步骤S113；反之执行步骤S114；
步骤S113：若2*FdifN<nFFT/2且fc2>0：
Figure FDA0003770049610000022
若2*FdifN<nFFT/2且fc2<＝0：
Figure FDA0003770049610000023
若2*FdifN>＝nFFT/2：
Figure FDA0003770049610000024
步骤S114：若2*FdifN<nFFT/2且fc2<0：
Figure FDA0003770049610000025
若2*FdifN<nFFT/2且fc2>＝0：
Figure FDA0003770049610000026
若2*FdifN>＝nFFT/2：
Figure FDA0003770049610000027
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