基于数字调制解调的gsm外辐射雷达信号处理方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于数字调制解调的GSM外辐射雷达信号处理方法，主要解决了基于数字调制解调的外辐射源系统的参考信号纯化处理问题。其实现步骤为：对参考信道的信号做调制解调处理得到纯净的发射信号；利用本地再生的纯净发射信号做杂波对消，距离-多普勒检测，完成运动目标的检测和位置信息提取。本发明核心部分处理是通过对参考通道中的参考信号进行纯化，去掉参考信号中的多径和噪声影响，提高与回波通道中目标回波信号的相关性，提高系统的探测威力。
【专利说明】基于数字调制解调的GSM外辐射雷达信号处理方法
【技术领域】
[0001]本发明属于雷达信号处理【技术领域】,主要涉及全球移动通信(global system formobile communication GSM)信号的调制与解调技术与雷达信号处理技术的综合利用，具体来说就是一种利用数字调制解调技术对信号处理方法，提高无源雷达的探测性能。可在数学仿真软件MATLAB上，进行仿真测试验证。
【背景技术】
[0002]外辐射源雷达系统属于非合作发射、收发分置的双(多)基地雷达系统，通过接收来照射源的直达波和经目标反射的回波，经过相关的外辐射技术处理，能够实现对目标的探测和跟踪。外辐射雷达系统采用分布广泛的非合作式的民用机会照射源，面对“四大威胁”时有良好的对抗性，提高了系统的战场生命力，成为近年来雷达领域研究的热点。然而由于外辐射源具有非协作、不可控、不可预知的特性，相比于有源雷达探测性能有所下降。主要有以下原因:①发射功率低无法获得纯净的发射信号。
[0003]相比于发射功率低，无法获得纯净的发射信号对系统的影响更大，主要由于后面信号处理系统中的杂波对消和匹配滤波处理都需要纯净的发射信号。以往的无源雷达处理系统都直接用接收到的照射源的直达波作为纯净的发射信号，进行后面的信号处理。由于接收到的照射源的直达波受噪声和无线信道的影响，较纯净的发射信号相差很大，对系统的探测性能影响很大。
[0004]GSM信号是一种分布极其广泛的数字信号，采用GMSK调制方式对发送码元序列进行数字调制，易于在本地调制和解调。利用GSM信号的外辐射源雷达成为目前各国一直致力于的研究课题之一，如新加坡南洋理工大学利用GSM信号构建了简单的无源雷达系统，和德国的Ulrich Nickel等研究了基于GSM信号的无源雷达系统。但这些GSM信号的无源雷达系统都没有对参考信道中参考信号进行纯化处理，为了提高参考信号的信噪比都需要把就收机放在发射基站附近位置，而且受参考信号信噪比的影响探测距离都比较短，新加坡南洋理工大学GSM无源雷达系统对海上船只的检测距离I千米，德国Ulrich Nickel的GSM信号的无源雷达系统对运动小车检测距离为2.3千米。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于针对目前基于外辐射雷达双基地系统的不足和GSM可以方便进行数字调制和解调的特性，提出一种基于数字调制解调的GSM外辐射雷达信号处方法，相比以前的GSM外辐射雷达系统，增加对参考通道的参考信号纯化处理过程，通过纯化处理获取纯净的发射信号，增加系统的探测性能。
[0006]本发明的技术原理是:利用数字调制解调方法对参考通道接收到的GSM信号做纯化处理，再用纯化后的参考信号与回波通道中的目标回波信号进行数据处理。
[0007]为实现上述目的，本发明的技术方法包括如下步骤:
[0008](I)对接收的GSM参考信号纯化处理[0009](Ia)接收参考信道复基带信号
[0010]在接收端，将接收到的参考信道中复基带信号送到码元同步器和载波估计器，用于码元同步和载波频率估计；
[0011](Ib) SB突发粗同步
[0012]将接收到的参考信号进行频率校正突发FB搜索，初步估计频率校正突发FB的起始位置，根据频率校正突发FB和同步突发SB的位置关系，初步计算出同步突发SB的起始位置；
[0013](Ic)频率估计
[0014]利用突发粗同步的结果，对突发FB进行频率估计，对突发FB发送的148个全O比特序列，经过GMSK调制成高于载波频率67.708KHZ的正弦波，利用LR频率估计方法，得到参考信道接收到的FB突发实际频率:
【权利要求】
1.一种基于数字调制解调的GSM外辐射雷达信号处理方法，其特征在于:首先采用数字调制解调方法对参考通道接收到的GSM信号做纯化处理；然后利用纯化后的参考信号与回波通道中的目标回波信号进行数据处理，具体包括如下的步骤: (I)对接收的GSM参考信号纯化处理 (Ia)接收参考信道复基带信号 在接收端，将接收到的参考信道中复基带信号送到码元同步器和载波估计器，用于码元同步和载波频率估计； (Ib)SB突发粗同步 将接收到的参考信号进行频率校正突发FB搜索，初步估计频率校正突发FB的起始位置，根据频率校正突发FB和同步突发SB的位置关系，初步计算出同步突发SB的起始位置；(Ic)频率估计 利用突发粗同步的结果，对突发FB进行频率估计，对突发FB发送的148个全O比特序列，经过GMSK调制成高于载波频率67.708KHZ的正弦波，利用LR频率估计方法，得到参考信道接收到的FB突发实际频率:
2.根据权利要求1所述的基于数字调制解调的GSM外辐射雷达信号处理方法，其特征在于步骤(Ib)所述突发粗同步，按如下步骤进行: Ibl)在接收的参考信道的复基带信号中，取连续的12帧信号，把连续信号采样率转化为270.833kHz/s,记为r (k)，长度为A，k=l, 2,3......A ;设置步长变量B，将B初始化为16，设置检测门限C，将C初始化为O ;设置中间变量y (k)，长度为A，k=l, 2,3......A,初始化为[O, O, 0...0]； lb2)按公式7(1^-1)=1'(10-1'(1^)-」*7(10更新y向量，k的初始值为A,按k=k_l更新； lb3)计算中间变量P (k)，长度为A，k=l，2，3......A，初始化为[0，0，0...0]。按如下方式更新P(k)=y(k) '2, k=l, 2，3......A,把检测门限threshold更新为p的平均值； lb4)搜索P的值，当寻找连续的132个P值均大于threshold时,这132点开始的位置，即为FB突发的起始位置。
3.根据权利要求1所述的基于数字调制解调的GSM外辐射雷达信号处理方法，其特征在于步骤(Ig)所述信道估计，按如下步骤进行: Igl)设Hl= [h0, hi，…hL]T为所求的信道冲激响应，L为信道弥散长度，2≤L≤5 ;lg2)设 kL (k) = [ak, ak_!,..., ak_JT,其中{ak; k=_5, -4,..., 58}是 64 位训练比特，且ak=±l ; lg3)计算& =(1/54)^^.4,(1)，式中{vk;k=0, 1，...，53}是步骤(If)解旋转后突发中间的54比特数据。
【文档编号】H04L7/00GK103763233SQ201410008914
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月8日 优先权日:2014年1月8日
【发明者】王俊, 杨杰, 朱昀 申请人:西安电子科技大学