時間控制脈沖間隔激光編碼與識碼方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于激光信息技術(shù)領(lǐng)域，設及編碼與解碼技術(shù)，具體地說是解決當前激光 編碼方法容易被破解識別的問題而提出的一種時間控制脈沖間隔激光編碼與識碼方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 激光編碼與識碼技術(shù)有著廣泛的應用領(lǐng)域，如激光半主動制導系統(tǒng)、激光通信系 統(tǒng)、激光雷達系統(tǒng)等。對于收發(fā)一體(編碼端與識碼端一體)系統(tǒng)激光編碼/識碼問題相對簡 單，只需在激光脈沖發(fā)送后，根據(jù)系統(tǒng)要求，在精確同步點接收脈沖即可；
[0003] 對于收發(fā)分體系統(tǒng)的激光編碼/識碼問題較收發(fā)一體系統(tǒng)要困難，識碼端不知編 碼端激光脈沖發(fā)送的精確時刻而無法與編碼端同步實現(xiàn)解碼。如在激光半主動制導系統(tǒng) 中，激光目標指示器作為脈沖編碼端向目標發(fā)射激光脈沖編碼信號，導引頭上的識碼系統(tǒng) 作為脈沖接收端需要剔除干擾脈沖，同時識別己方編碼端發(fā)射的編碼脈沖信號來完成與編 碼端的同步，實現(xiàn)識碼(解碼）。
[0004] 目前，激光脈沖信號所采用的編碼方式已日趨多樣化，但從公開報道的文獻中可 W發(fā)現(xiàn)，普遍采用的激光編碼主要有:精確頻率碼、變間隔碼、脈沖調(diào)制碼、有限位隨機周期 碼、等差序列碼和位數(shù)較低的偽隨機碼等，前4種屬于周期型編碼，可將其歸為一類。因此， 編碼形式主要可W分為Ξ類：周期型、等差型、偽隨機型。運些碼型的最大特點是編碼具有 一定的規(guī)律性，干擾系統(tǒng)一般在短時間內(nèi)（Is~2s)都可W識別破解。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對當前傳統(tǒng)編碼容易被識別破解的問題，本發(fā)明提出了一種時間控制脈沖間隔 激光編碼與識碼方法，也稱之為激光脈沖編碼與識碼方法。
[0006] 本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：
[0007] -種時間控制脈沖間隔激光編碼與識碼的裝置，包括:編碼端功能模塊、識碼(解 碼)端功能模塊，編碼端功能模塊通過激光器與識碼(解碼)端功能模塊相連；
[000引編碼端功能模塊，包括:時間控制脈沖發(fā)生器，所述時間控制脈沖發(fā)生器輸入端與 配置開關(guān)相連，時間控制脈沖發(fā)生器絕對時間端與北斗授時模塊相連，時間控制脈沖發(fā)生 器計時端與晶振計時裝置相連，時間控制脈沖發(fā)生器輸出端與脈沖時序調(diào)理模塊相連，時 間控制脈沖發(fā)生器視頻端與編碼狀態(tài)顯示器相連；
[0009] 識碼(解碼)端功能模塊，包括:時間控制脈沖識別器，所述時間控制脈沖識別器輸 入端與脈沖檢測器相連，時間控制脈沖識別器絕對時間端與北斗授時模塊相連，時間控制 脈沖識別器計時端與晶振計時裝置相連，時間控制脈沖識別器的波口輸出端通過波口輸出 時刻控制模塊、波口時序?qū)r模塊與脈沖檢測器反饋端相連，時間控制脈沖識別器輸出端 與編碼碼型模塊相連，時間控制脈沖識別器視頻端與識碼狀態(tài)顯示器相連。
[0010] -種時間控制脈沖間隔激光編碼與識碼的方法，是通過北斗授時模塊對編碼端和 識碼端授時同步;編碼端根據(jù)編碼基頻、脈沖時間間隔產(chǎn)生編碼脈沖信號，識碼端通過與編 碼端授時同步，利用與編碼端相同編碼函數(shù)和絕對精確時刻產(chǎn)生脈沖時間間隔，在脈沖間 隔處設置脈沖錄取波口實現(xiàn)對編碼脈沖的識別，其步驟如下：
[0011] 1)編碼端功能模塊與識碼端功能模塊的授時同步:利用授時模塊對編碼端功能模 塊、識碼端功能模塊授時同步；
[0012] 2)編碼端編碼:編碼端功能模塊W授時同步的絕對精確時刻為控制參數(shù)，按照編 碼函數(shù)控制，由時間控制脈沖發(fā)生器產(chǎn)生當前時刻所需數(shù)量的脈沖時間間隔，利用定時器 在預產(chǎn)生的時間間隔處產(chǎn)生編碼脈沖信號，并控制脈沖寬度，其定時器采用晶振計時裝置；
[0013] 3)識碼端解碼:識碼端功能模塊W授時同步的絕對精確時刻為控制參數(shù)，按照編 碼函數(shù)控制，由時間控制脈沖識別器產(chǎn)生脈沖錄取波口開啟時刻；利用定時器在預產(chǎn)生的 波口開啟時刻接收脈沖信號，判別所接收的脈沖是否為編碼端發(fā)射的脈沖，從而實現(xiàn)識碼 端解碼;其定時器采用晶振計時裝置。
[0014] -種時間控制脈沖間隔激光編碼與識碼方法，所述的授時模塊采用北斗授時模 塊。
[0015] -種時間控制脈沖間隔激光編碼與識碼方法，所述的授時同步采用的是北斗授時 模塊輸出數(shù)據(jù):世界協(xié)調(diào)時間UTC和秒脈沖信號1PPS。
[0016] -種時間控制脈沖間隔激光編碼與識碼方法，所述的絕對精確時刻使用世界協(xié)調(diào) 時間中的整秒時刻，即時分秒數(shù)據(jù)，具體格式為hhmmss。
[0017] -種的時間控制脈沖間隔激光編碼與識碼方法，所述的編碼函數(shù)是根據(jù)編碼基頻 要求，W當前絕對精確時刻為隨機數(shù)產(chǎn)生器密鑰，產(chǎn)生脈沖時間間隔。脈沖間隔各不相同， 無任何周期和規(guī)律，呈隨機分布。
[0018] -種時間控制脈沖間隔激光編碼與識碼方法，所述的定時器定是由FPGA系統(tǒng)的鎖 相環(huán)提供時鐘源頻率，利用Veri log模塊實現(xiàn)。
[0019] -種時間控制脈沖間隔激光編碼與識碼方法，所述的識碼端脈沖錄取波口開啟時 刻產(chǎn)生方法與編碼端脈沖時間間隔產(chǎn)生方法相同；識碼端功能模塊能夠根據(jù)絕對精確時刻 與編碼端功能模塊嚴格同步;所述的絕對精確時刻是從北斗授時模塊輸出的最小專用數(shù)據(jù) 帖抓RMC所包含世界協(xié)調(diào)時間UTC中提取，具體為:北斗授時模塊輸出的最小數(shù)帖抓RMC是：
[0020] $抓觀(：，090107.00，A，3958.44038，N，11629.54956，E，，，040311，08，03，4*22;
[0021 ] 090107.00就是世界協(xié)調(diào)時間UTC，取世界協(xié)調(diào)時間中時分秒為絕對精確時刻，09: 01:07(時分秒），該整秒時刻將作為編碼函數(shù)的控制參數(shù)。
[0022] -種時間控制脈沖間隔激光編碼與識碼方法，所述識碼端與編碼端同步使用的是 絕對精確時刻和秒脈沖信號1PPS，同步方法具體為：
[0023] 授時模塊穩(wěn)定授時后，在每一精確整秒處，IPI^端口會準時發(fā)送1PPS秒脈沖信號， 在發(fā)送1PPS信號的同時通過串口發(fā)送抓RMC數(shù)據(jù)帖；
[0024] 而1PPS秒脈沖信號，利用接收的無延時1PPS秒脈沖信號和精確整秒時刻，使識碼 端與編碼端在分體情況下的脈沖同步；
[0025] 為使解碼端與編碼端嚴格同步，在第一個1PPS秒脈沖處獲取絕對精確時間，在下 一個1PPS秒脈沖處同步，僅單獨使用1PPS秒脈沖，配合1PPS秒脈沖計數(shù)器就可完成解碼端 與編碼端的同步。
[0026] -種時間控制脈沖間隔激光編碼與識碼方法，所述編碼函數(shù)W每一絕對精確時刻 為參數(shù)，控制產(chǎn)生每一時刻所需數(shù)量的脈沖時間間隔(脈沖產(chǎn)生時刻)和脈沖錄取時刻，具 體為：
[0027] 編碼函數(shù)W每一精確整秒時刻為參數(shù)，控制產(chǎn)生每一整秒時刻所需數(shù)量的脈沖時 間間隔(脈沖產(chǎn)生時刻)和脈沖錄取時刻；即絕對精確時刻為參數(shù)設計了編碼函數(shù)用于產(chǎn)生 脈沖時間間隔；取UTC中的時化，分mm，秒SS信息組成格式為<化11111133〉的絕對精確時刻，當09 時，01分，07秒組成絕對精確時刻<090107〉。
[0028] 由于采用如上所述的技術(shù)方案，本發(fā)明具有W下優(yōu)越性：
[0029] -種時間控制脈沖間隔激光編碼與識碼方法，該脈沖編碼無固定重復頻率和周期 性，是一種準隨機分布編碼，己方容易解碼，敵方難W解碼，具有較強的抗解碼能力;解碼迅 速，識碼端無需預先接收若干脈沖信號識別編碼規(guī)律來預測下一脈沖到達時刻來解碼;編 碼與識碼方法設計簡單，易于實現(xiàn)。
【附圖說明】
[0030] 圖1 090107處100個脈沖時間間隔圖；
[0031] 圖2仿真試驗中20個脈沖時間間隔圖；
[0032] 圖3不同時長下編碼脈沖時間間隔的耗時圖；
[0033] 圖4編碼時間為21秒的脈沖時間間隔圖；
[0034] 圖5編碼端功能模塊的電路方框圖；
[0035] 圖6識碼(解碼)端功能模塊的電路方框圖；
[0036] 圖7時間控制脈沖間隔激光編碼與識碼的裝置的電路方框圖。
【具體實施方式】
[0037] 下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明。
[0038] 如圖1、2、3、4、5、6、7、所示，一種時間控制脈