[發(fā)明專利]基于分位數(shù)的甚低頻雷電脈沖消除方法及裝置

有效

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• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN102932019A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設計）人: 蔣宇中;徐雙全;王碩;張曙霞;梁玉軍;劉月亮;應文威
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: H04B1/10
• 分類號: H04B1/10
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍;余麗霞

技術領域

本發(fā)明屬于無線電長波通信領域，可很好地對雷電脈沖信號進行抑制，以改進甚低頻接收機通信質量的基于分位數(shù)的甚低頻雷電脈沖消除方法及裝置。

背景技術

低頻或甚低頻無線電通信有許多優(yōu)點，其中最重要的優(yōu)點是可以單站實現(xiàn)遠程通信（全球）。因此低頻甚低頻通信在遠程船舶通信、導航等領域有重要的應用。

影響低頻或甚低頻通信性能的主要因素是大氣中的雷電噪聲，低頻或甚低頻頻段受到的自然噪聲干擾遠大于其它頻段，這種自然噪聲也稱為大氣噪聲。在實際通信中，如遇本地或遠地區(qū)發(fā)生雷電，大氣噪聲干擾表現(xiàn)為一長串的強烈脈沖，干擾模式非常復雜且隨時間變化，己經不能用高斯噪聲模型近似。這種復雜的噪聲嚴重影響接收機的可靠性和穩(wěn)定性，這就要求通信接收系統(tǒng)不僅要具有極高的靈敏度，而且還要有很強的抗干擾能力。

現(xiàn)有的數(shù)字中頻接收機，在接收機輸入前端采用二極管限幅方式，壓制雷電脈沖干擾，其作用機理是，如果輸入電平大于二極管的反向擊穿電壓，那么輸入的電壓將被鉗位即不可超過擊穿電壓，從而達到壓制雷電脈沖的作用，進入數(shù)字處理部分。其缺點很明顯，首先二極管的反向擊穿電壓不可調，是固定的，而通信信號的強度與通信距離相關，是變化的，這樣就造成了在檢測端無法達到最優(yōu)；其次，用這種固定電平的方式，雷電能量還有相當一部分能量，仍然進入接收機影響檢測。目前在數(shù)字接收機中還沒有采用相關技術或其它方法實現(xiàn)抗雷電脈沖的干擾。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術缺陷，提供一種能夠有效抑制雷電脈沖以提高通信質量的基于分位數(shù)的甚低頻雷電脈沖消除方法及裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明設計的基于分位數(shù)的甚低頻雷電脈沖消除方法，包括以下步驟：

1）、設置雷電脈沖的初始起控電平Kn值；

2）、將接收機實時接收的數(shù)據取絕對值存于寄存器A中，統(tǒng)計A大于Kn的個數(shù)M；

3）、當M大于或小于雷電脈沖抑制數(shù)的目標值閾值范圍時，調整Kn值，重復執(zhí)行步驟2），直至M位于雷電脈沖抑制數(shù)的目標值閾值范圍內；

4）、取步驟3）中獲得的Kn值，作為目標起控電平；

5）、判斷接收機接收的數(shù)據是否小于目標起控電平：小于則直接輸出數(shù)據，大于則輸出為零；

6）、接收機重復執(zhí)行步驟1）至步驟5），對接收機接收的數(shù)據進行實時處理。

在上述技術方案的步驟1）中，在步驟1）中，先設定參數(shù)Kn、Exp_Q、Rn、δHn、M，Ln其中：?Kn為雷電脈沖的初始起控電平，0≤Kn≤K，K為電平量化最大值；Exp_Q為所需抑制的雷電脈沖百分數(shù)，10%≤Exp_Q≤20%；?Rn為Exp_Q的允許誤差范圍即容忍度，實際控制的范圍為上閾值是Exp_Q+Rn、下閾值是Exp_Q-Rn，Rn的取值范圍一般是2%≤Rn≤5%；δHn為Kn的正負調整步長，0≤δHn≤Kn?；M用于記錄統(tǒng)計計數(shù)值，其值存儲于RAM中；Ln是調整長度，其值小于等于RAM的容量；然后對接收機接收的數(shù)據進行判斷，當接收的數(shù)據小于零時取反，存儲至寄存器并記為A，當接收的數(shù)據大于零時，直接存儲至寄存器并記為A。

在上述技術方案的步驟2）中，統(tǒng)計M值的具體方法是，首先置M=0，每寫入數(shù)據時，判斷A是否大于Kn，大于Kn則M加1，并在RAM的當前地址寫入標志位1，小于Kn則M加0，并在RAM的當前地址寫入標志位0；設置RAM的讀地址始終位于寫地址的前一位，同時從RAM中讀出數(shù)據，讀出標志位，當標志位為1時M減1，當標志位為0時M減0，寫地址加1，設定一個調整長度為一個周期，直至讀完一個周期內RAM中的數(shù)據，并將M值作為下一步調整Kn值的依據。

在上述技術方案的步驟3）中，調整Kn值的具體方法是，一個周期內RAM接收數(shù)據總數(shù)乘以Exp_Q為雷電脈沖抑制數(shù)的目標值數(shù)值，接收數(shù)據總數(shù)乘以（Exp_Q+Rn）為上閾值，接收數(shù)據總數(shù)乘以（Exp_Q-Rn）為下閾值，當M大于上閾值時，?Kn+δHn?作為新的Kn；當M小于下閾值時，?Kn-δHn?作為新的Kn；執(zhí)行步驟4），直至M在上下閾值內時取該Kn值為目標起控電平。

在上述技術方案中，使用RAM記錄標志位，所述讀地址和寫地址為指針計數(shù)方式控制，采用狀態(tài)機的工作方式來完成對RAM中數(shù)據的讀寫。