[发明专利]一种短波通信极低信噪比下同步头捕获方法

权利要求书

1.一种短波通信极低信噪比下同步头捕获方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，发射端的待发送同步信息序列经二进制移相键控调制后得到发送序列X，所述发送序列X经高斯信道进行传输，由于收发两端的载波频率不完全相同，存在一个随时间变化的频率误差f(t)，则在接收端获得接收序列R；其中，所述发送序列X在发射端称为同步序列，在接收端称为本地序列；

步骤2，对所述接收序列R以任意采样点进行截取，得截取的接收序列；对所述截取的接收序列和所述本地序列分别进行等长的分段，得到Q段本地序列X＝(X₁,…,X_q,…,X_Q)和Q段接收序列R＝(R₁,…,R_q,…,R_Q)；其中，Q为分段数；

步骤3，根据所述Q段接收序列中的每一段接收序列R_q与对应的一段本地序列X_q，进行相关后计算对应的快速傅里叶变换后的序列，确定所述快速傅里叶变换后的序列中的幅值最大值，从而得到Q段幅值最大值；

步骤3包含以下子步骤：

子步骤3.1，令索引变量i＝1；

子步骤3.2，基于快速傅里叶的同步算法，得到第i段幅值最大值v_i及v_i对应的频偏f_i；

子步骤3.2中，基于快速傅里叶的同步算法具体为：

根据接收序列R＝(r₁,…,r_n,…,r_N)和本地序列X＝(x₁,…,x_n,…,x_N)构造准正弦信号序列其中0n≤N；

对所述准正弦信号序列进行N点快速傅里叶变换，得快速傅里叶变换后的序列，从快速傅里叶变换后的序列中寻找幅值最大值及幅值最大值对应的频偏；同理求得Q段幅值最大值v₁,…,v_q,…v_Q及对应的频偏f₁,…,f_q,…,f_Q；

子步骤3.3，令索引变量i依次增加1，若i≤Q，则跳转入子步骤3.2，否则进入步骤4；

经子步骤3.1、3.2、3.2后，可以得到Q段幅值最大值v₁,…,v_q,…v_Q；

步骤4，对所述Q段幅值最大值进行求和，将求和后的值作为截取的接收序列的峰值；

步骤5，遍历所述接收序列R的每个采样点，重复步骤2-4，得到每个采样点对应的峰值，从而得到峰值曲线，选择峰值曲线中峰值最大值对应的采样点作为整个接收序列R的同步起点。

2.根据权利要求1所述的短波通信极低信噪比下同步头捕获方法，其特征在于，步骤1具体为：所述发送序列为X＝(x₁,…,x_n,…,x_N)，x_n＝±1；所述发送序列经高斯信道进行传输，则在接收端获得接收序列为R＝(r₁,…,r_n,…,r_N)；其中：

其中，表示频偏对发送符号x_n的影响；表示第n个符号附加相位的大小，两符号时间间隔为秒，R_sym为符号传输速率；φ₀为序列的初始相位；i为虚数单位；w_n表示噪声对发送符号x_n的影响，w_n为服从均值为0方差为σ²的正态分布的二维噪声采样值。

3.根据权利要求1所述的短波通信极低信噪比下同步头捕获方法，其特征在于，步骤4中，求和的公式为：将求和后的值v_max作为截取的接收序列的峰值；构造频偏向量f＝(f₁,…,f_q,…,f_Q)。