[發(fā)明專利]一種高速環(huán)境下的多普勒頻率估計(jì)方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110381009.8
• 申請(qǐng)日: 2011-11-25
• 公開（公告）號(hào): CN102412878A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李忠民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南昌航空大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B7/01
• 分類號(hào): H04B7/01
• 代理公司: 南昌洪達(dá)專利事務(wù)所 36111
• 代理人: 劉凌峰

1.一種高速環(huán)境下的多普勒頻率估計(jì)方法，其特征是方法為：首先，高速終端和基站都有GPS功能，運(yùn)用GPS每隔1秒測(cè)量一次高速終端的移動(dòng)速度ν、高速終端到基站的距離l和載波到達(dá)方向與接收機(jī)運(yùn)動(dòng)方向的夾角θ，然后，根據(jù)上述測(cè)量值對(duì)多普勒頻率進(jìn)行估計(jì)；

在高速終端離基站比較遠(yuǎn)時(shí)，多普勒頻率的估計(jì)值為：

?????????????????????????????（1）

在高速終端離基站比較近時(shí)，采用折線段近似擬合方法估計(jì)多普勒頻率，在高速環(huán)境下，當(dāng)高速終端經(jīng)過(guò)基站時(shí)，在高速終端離基站的距離在幾百米以內(nèi)，假設(shè)ν的方向基本保持不變，此時(shí)，cosθ的表達(dá)式可寫為：

??????????????????????（2）

其中，l是接收天線離基站的距離，h是基站天線離高速終端天線的最短距離，此時(shí)多普勒頻率為0，稱為補(bǔ)償零點(diǎn)；用GPS測(cè)量l的誤差記為Δl，該誤差會(huì)影響到cosθ的測(cè)量精度，進(jìn)而影響到f_D的測(cè)量精度；

以距離補(bǔ)償零點(diǎn)d米為時(shí)間起點(diǎn)（t=0），開始用折線段近似描述cosθ，折線的段數(shù)為（2n+1），d的取值應(yīng)滿足：（1）保證ν的方向基本保持不變（d不能太大）；（2）用折線段近似擬合方法估計(jì)的多普勒頻率與在該點(diǎn)用GPS測(cè)量計(jì)算的多普勒頻率的差值要小，在0.1%以內(nèi)，當(dāng)高速終端離基站的距離小于d時(shí)，采用折線段近似描述cosθ估計(jì)多普勒頻率，記x為從t=0時(shí)刻起高速終端的移動(dòng)距離，則

????????????????????????????????????（3）

此時(shí)，多普勒頻率近似為

?????????????????????（4）

從式（4）可以看出，此時(shí)多普勒頻率的估計(jì)只跟載波頻率、高速終端速度和時(shí)間t有關(guān)，而與測(cè)量的距離l無(wú)關(guān)，從而有效地避免了多普勒頻率測(cè)不準(zhǔn)現(xiàn)象；

（2n+1）條折線段的端點(diǎn)從左至右依次取為：

????????（5）

各個(gè)端點(diǎn)對(duì)應(yīng)的x的取值記為x_i，則x_i的值為

?????????（6）

則在的區(qū)間內(nèi)，多普勒頻率的估計(jì)值為

??????（7）

在的區(qū)間內(nèi)，多普勒頻率的估計(jì)值為

?????????????????????????（8）

也就是說(shuō)，計(jì)算出區(qū)間內(nèi)的多普勒頻率后，只需要對(duì)折取反就可以得到區(qū)間內(nèi)的多普勒頻率，在實(shí)際使用中，確定n的值之后，先根據(jù)公式（6）計(jì)算出各折線段的端點(diǎn)，再按公式（7）和公式（8）對(duì)多普勒頻率進(jìn)行估計(jì)。