[发明专利]一种动态等离子鞘套相移键控信号判决检测方法

说明书

本发明涉及一种动态等离子鞘套相移键控信号判决检测方法，操作如下：利用电磁波在等离子体中传播的特殊规律，通过对反射电波的测量预测信道特征，建立训练样例。信号采集装置采集经过等离子鞘套后的m维相移键控信号，将m维相移键控信号输送至处理单元进行判决检测处理，并将判决检测处理的结果进行输出。上述技术方案中提供的动态等离子鞘套相移键控信号判决检测方法，能有效解决动态等离子鞘套寄生调制效应引起的星座点交叠问题。

技术领域

本发明涉及临近空间测控通信领域，具体涉及一种动态等离子鞘套相移键控信号判决检测方法。

背景技术

再入飞行器或临近空间高速飞行器飞行过程中，机体与空气产生剧烈摩擦，会产生等离子鞘套，导致通信质量恶化，严重时导致信息链路中断，形成所谓的“黑障”现象。

近年来，人们普遍认为有希望解决这一问题的主要措施有：1.提高通信频率和功率，2.气动成型，3.亲电子物质淬火，4.电磁窗削弱。综上所述，针对等离子鞘套引起的黑障问题，目前主流的解决方法是提高通信频率或者通过干预机制降低等离子鞘套浓度。

措施一通过提高通信频率和功率，可以增加电磁波的透射，并且，随着近年来宽禁带半导体技术以及Ka频段功率器件的成熟，采用Ka频段通信克服“黑障”成为可能。但是，由于等离子鞘套是动态时变的，等离子鞘套动态特性会引起寄生调制效应。

措施二通过干预机制降低等离子鞘套浓度，但是实现手段非常复杂，并且同样会受到寄生调制效应效应的影响。

提高载波频率和通过干预机制降低等离子鞘套浓度有助于减弱调制效应，减少星座点的交叠，降低误码率，但无法彻底消除寄生调制效应。也就是说都无法彻底抵消动态等离子鞘套的影响，实现信息的有效传输。

发明内容

本发明的目的就是提供一种动态等离子鞘套相移键控信号判决检测方法，能有效解决动态等离子鞘套形成的“黑障”现象，减弱等离子鞘套对调制信号的判决反馈的影响，实现通信信号在等离子鞘套下的可靠传输。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种动态等离子鞘套相移键控信号判决检测方法，操作如下：

信号采集装置采集经过等离子鞘套后的m维相移键控信号，将m维相移键控信号输送至处理单元进行判决检测处理，并将判决检测处理的结果进行输出，处理单元进行判决检测处理的具体操作为：

将m维相移键控信号进行下变频同步处理表示成向量形式的信号x，将信号x输入至m(m-1)/2个分类决策函数判断信号x的所属类别，根据判断后的类别结果建立m维判决数组Z，判决数组Z中的每个元素Z(i)表示判断为第i类的次数，取max(Z(i))的i为输入信号的判决检测结果。

其中m(m-1)/2个分类决策函数采用如下方法得到：

M1：根据同频率反射信号幅值衰减与相位波动推算出透射信号的幅值衰减与相位波动，根据m维相移键控信号建立训练样例和对应的训练样例类别矩阵；

M2：选取径向基核函数对训练样例进行替代升维；利用交叉验证方法寻找最佳的惩罚因子c和径向基核函数方差σ；根据相移键控信号的维数m，任取两维，构造m(m-1)/2个二分类支持向量机，输入训练样例与训练样例类别矩阵，对支持向量机进行训练；利用拉格朗日乘子法，分别计算出m(m-1)/2个最优的分类决策函数：

f_j(x)＝sgn(w_j^*x+b_j^*)j＝1,2,…m(m-1)/2

其中，w_j^*和b_j^*表示的第j个二分类支持向量机的分类超平面最优解，x表示输入信号。