[发明专利]一种基于约束最小二乘算法的Mode5前导脉冲抖动值计算方法

说明书

本发明公开一种基于约束最小二乘算法的Mode5前导脉冲抖动值计算方法。具体为，先对IFF信号进行实时采样，得到原始采样数据并同步滑动延时。将原始采样数据进行频域信号检测和时域参数测量得到脉冲串信息，再使用树状结构判决信号是否为Mode5信号。若判决成功，对原始采样数据进行精确延时，将同步滑动延时与精确延时后的数据分别做FFT，得到复数结果；将复数结果共轭相乘得到互相关谱，最后利用CORDIC算法计算其反正切，并在系统探测范围内对反正切结果进行相位解模糊处理，处理结果经RLS算法的线性拟合，得到Mode5信号的前导脉冲抖动值。本发明计算出的前导脉冲抖动值精度高、稳健性好，可以支撑信号个体识别技术，满足现阶段敌我识别设备的侦察需求。

技术领域

本发明涉及电子对抗中的情报侦察领域，具体涉及一种基于约束最小二乘算法的Mode5前导脉冲抖动值计算方法。

背景技术

Mark XIIA敌我识别系统是Mark XII的升级版本，在原有基础上增加了Mode5。Mode5系统采用安全信息格式和数据传输技术，提高了系统的安全性、抗干扰性和战场态势感知能力，可用作空对地、地对空、空对空、海对海等战斗识别。当前，美军和北约盟军的军用监视平台，如E-3B AWACS、E-2C预警机、宙斯盾作战系统均已装备Mode5系统，其他空中、地面及水面作战平台的IFF系统正逐步升级到Mode5系统。

Mode5系统典型的特征是具有带有密码信息和抖动向量特征的前导脉冲，对其抖动值的高精度计算，对于敌我识别装备的精细特征分析来说，至关重要。该指标直接可以考核辐射源发射机基带调理电路的时钟稳定性、电路无意调制特性等，作为目标精细分析，乃至指纹分析，都具有重要意义。

目前不同的敌我识别设备个体，虽然在一定时段内由加密机下发的抖动值参数是稳定的，但是如果能够对其进行高精度测量，就会发现其对应的抖动值是有所差别的。该差异主要由发射机内的基带调理电路决定，包括基带数据产生单元、基带时钟控制单元、上变频射频单元等，这些信号产生过程中产生的有意无意调制，造就了该设备很多唯一的特征向量，就如同人的指纹一样，前导脉冲抖动值就是其中之一。

对前导脉冲抖动值的测量，常规方法在带内信噪比10dB以下时，使用单脉冲到达时间(ToA)再差分计算，得到抖动值的均方根误差较大，无法满足现阶段敌我识别设备个体识别领域的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于约束最小二乘算法的Mode5前导脉冲抖动值计算方法及系统，通过该算法的线性拟合，精确计算各脉冲信号之间的时差，并进一步精确解算当前Mode5信号的前导脉冲抖动值。

一种基于约束最小二乘算法的Mode5前导脉冲抖动值计算方法，包括以下步骤：

1)采集AD对IFF信号进行实时采样，得到原始采样数据，原始采样数据在FPGA中实时做同步滑动延时；

2)原始采样数据经过FFT运算变换到频域，再经过CFAR、环境噪底检测和通信信号自适应抑制，得到粗测的时频域引导信息；粗测的时频域引导信息经过下变频后，在时域中进行精确的参数测量，得到脉冲串信息；

3)脉冲串信息通过树状结构，在有效的时间窗内综合判决当前信号是否为Mode5信号；若为Mode5信号，对原始采样数据进行精确延时，将同步滑动延时与精确延时后的原始采样数据分别做同步流水FFT，得到复数结果；将复数结果逐点共轭相乘，得到互相关谱，并对互相关谱进行检测；若为非Mode5信号，则丢弃缓存数据，不再运算；

4)利用CORDIC算法，实时计算互相关谱的反正切结果，然后根据基线位置预置滑窗、检测时间窗以及反正切计算角度的最大和最小范围，在系统探测范围内对反正切结果进行相位解模糊处理，得到相位解模糊处理结果；

5)相位解模糊处理结果经过约束最小二乘算法的线性拟合，得到时差估计方差的一次项系数；