[發(fā)明專利]一種基于延時(shí)自相關(guān)的高動(dòng)態(tài)多普勒頻偏及頻偏變化率估計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611241283.4
• 申請(qǐng)日: 2016-12-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106603451B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐文照;魏振;胡秘;王樂(lè);張婉怡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安空間無(wú)線電技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): H04L27/00
• 分類號(hào): H04L27/00;H04B1/7075
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

1.一種基于延時(shí)自相關(guān)的高動(dòng)態(tài)多普勒頻偏及頻偏變化率估計(jì)方法，其特征在于：包括步驟如下

(1)首先，將本地載波e^j2πfct與s(t)相乘進(jìn)行下變頻，然后濾波去除高頻分量f_c，得到基帶信號(hào)s₁(t)；

s(t)為接收到的高動(dòng)態(tài)擴(kuò)頻信號(hào)，如下：

$s\left(t\right)=c\left(t\right)d\left(t\right)e^{j2\mathrm{\π}\left(\right(f_0+f_c)t+{\mathrm{mt}}^2)}---\left(1\right)$

式中，c(t)為偽碼，d(t)為數(shù)據(jù)符號(hào)，f₀為s(t)的起始頻偏，f_c為s(t)的載波頻率，m為頻率變化率，t表示時(shí)間；

得到基帶信號(hào)s₁(t)，如下：

$s_1\left(t\right)=c\left(t\right)d\left(t\right)e^{j2\mathrm{\π}(f_{0}t+{\mathrm{mt}}^2)}---\left(2\right)$

(2)利用平方法消除擴(kuò)頻信號(hào)s₁(t)的數(shù)據(jù)和擴(kuò)頻碼的影響，得到r₁(t)，如下：

$r_1\left(t\right)=s_1^2\left(t\right)=e^{j4\mathrm{\π}(f_{0}t+{\mathrm{mt}}^2)}---\left(3\right)$

(3)將r₁(t)進(jìn)行延時(shí)自相關(guān)，得到r₁(t)的延時(shí)子相關(guān)函數(shù)R(τ)，如下：

$R\left(\mathrm{\τ}\right)=r_1(t+\mathrm{\τ})r_1{\left(t\right)}^{*}=e^{j4\mathrm{\π}(f_{0}t+m{(t+\mathrm{\τ})}^2)}{e}^{-j4\mathrm{\π}(f_{0}t+{\mathrm{mt}}^2)}---\left(4\right)$

設(shè)信號(hào)s(t)觀測(cè)時(shí)間為T，對(duì)信s(t)號(hào)進(jìn)行離散采樣，采樣間隔為Δt，采樣點(diǎn)數(shù)為2N，將r₁(t)離散化得到r₁(n)，r₁(n)分為兩個(gè)長(zhǎng)度相等的序列，r₂(n)對(duì)應(yīng)前N點(diǎn)，r₃(n)對(duì)應(yīng)后N點(diǎn)；它們具有相同的頻偏變化率和不同的起始頻偏；r₂(n)的起始頻偏為f₀，r₃(n)的起始頻偏為延時(shí)T/2后起始頻偏f₁，表示為得到R(τ)的離散化表示R(n,τ)：

R(n,τ)＝e^{j4π(ΔfNΔt)} (5)

式中，Δf＝f₁-f₀，對(duì)R(n,τ)做N點(diǎn)FFT估計(jì)出Δf，則頻偏變化率m的粗略估計(jì)值為：

$m=\frac{\mathrm{\Δ}f}{\mathrm{\τ}}---\left(6\right)$

式中，τ＝T/2；

先由上式(6)計(jì)算出m

(4)再構(gòu)造出中間變量x(n)：

$x\left(n\right)=r_1\left(n\right)e^{-j4{\mathrm{\πmn}}^2}---\left(7\right)$

對(duì)x(n)進(jìn)行FFT，估計(jì)出擴(kuò)頻信號(hào)s(t)的起始頻偏估計(jì)值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于延時(shí)自相關(guān)的高動(dòng)態(tài)多普勒頻偏及頻偏變化率估計(jì)方法，其特征在于：步驟(4)構(gòu)造出中間變量x(n)，對(duì)x(n)進(jìn)行FFT，估計(jì)出擴(kuò)頻信號(hào)s(t)的起始頻偏估計(jì)值，具體步驟如下：

(1)將r₁(t)的離散化表示為r₁(n)：

$r_1\left(n\right)=e^{j4\mathrm{\π}(f_{0}n+{\mathrm{mn}}^2)}---\left(8\right)$

(2)將r₁(n)與相乘，得到中間變量x(n)：

$x\left(n\right)=r_1\left(n\right)e^{-{\mathrm{jmn}}^2}=e^{j4\mathrm{\π}(f_{0}n+{\mathrm{mn}}^2)}{e}^{-j4{\mathrm{\πmn}}^2}=e^{j4{\mathrm{\πf}}_{0}n}---\left(9\right)$

(3)對(duì)x(n)進(jìn)行FFT，即可得到f₀，也就是擴(kuò)頻信號(hào)s(t)的起始頻偏估計(jì)值m。