[發(fā)明專利]基于EKF的TC-OFDM接收機(jī)碼跟蹤方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710296999.2
• 申請(qǐng)日: 2017-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN106899537B
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧中亮;莫君;賈步云;李三川;肖占蒙;劉志超;邊新梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L27/26
• 分類號(hào): H04L27/26
• 代理公司: 北京柏杉松知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11413
• 代理人: 項(xiàng)京;馬敬

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于EKF的TC?OFDM接收機(jī)碼跟蹤方法及裝置。該方法包括：接收當(dāng)前時(shí)刻的目標(biāo)信號(hào)，并獲取所述TC?OFDM接收機(jī)自身產(chǎn)生的本地信號(hào)；對(duì)所述目標(biāo)信號(hào)與所述本地信號(hào)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，得到當(dāng)前時(shí)刻的信號(hào)觀測值；獲取所述當(dāng)前時(shí)刻的上一時(shí)刻的狀態(tài)估計(jì)值，使用EKF算法對(duì)所述當(dāng)前時(shí)刻的信號(hào)觀測值和所述當(dāng)前時(shí)刻的上一時(shí)刻的狀態(tài)估計(jì)值進(jìn)行計(jì)算，得到當(dāng)前時(shí)刻的狀態(tài)估計(jì)值，其中，所述狀態(tài)估計(jì)值包括碼相位誤差和信號(hào)幅度。通過將碼相位誤差和信號(hào)幅度共同作為EKF的狀態(tài)估計(jì)值進(jìn)行計(jì)算，提高了跟蹤環(huán)路的收斂速度和穩(wěn)健性，從而提高了TC?OFDM接收機(jī)的跟蹤靈敏度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于擴(kuò)展卡爾曼濾波(ExtendedKalman Filter，EKF)的時(shí)分碼分正交頻分復(fù)用(Time&Code Division-OrthogonalFrequency Division Multiplexing，TC-OFDM)接收機(jī)碼跟蹤方法及裝置。

背景技術(shù)

基于地面移動(dòng)廣播網(wǎng)絡(luò)的TC-OFDM定位系統(tǒng)中，通常采用接收機(jī)進(jìn)行信號(hào)捕獲和跟蹤。其中，信號(hào)跟蹤主要包括碼跟蹤過程，以對(duì)捕獲的信號(hào)進(jìn)行跟蹤，確定其碼相位，進(jìn)而達(dá)到定位的目的。

圖1為現(xiàn)有的碼跟蹤環(huán)路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，現(xiàn)有的碼跟蹤環(huán)路由載波剝離運(yùn)算器、碼發(fā)生器、一組超前相關(guān)器、一組滯后相關(guān)器、四個(gè)積分-清零器、碼環(huán)鑒別器、碼環(huán)濾波器和載波數(shù)控振蕩器組成，具體的，載波剝離運(yùn)算器對(duì)接收機(jī)接收的信號(hào)S_IF,I和S_IF,Q經(jīng)過運(yùn)算后得到信號(hào)i、q，并將信號(hào)i、q與接收機(jī)自身產(chǎn)生的本地信號(hào)e、l經(jīng)過超前和滯后兩組相關(guān)器進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算后，得到超前相關(guān)器輸出信號(hào)I_E、Q_E，以及滯后相關(guān)器輸出信號(hào)I_L、Q_L，進(jìn)而根據(jù)I_E、Q_E，以及I_L、Q_L對(duì)接收信號(hào)與本地信號(hào)的延遲τ(即碼相位誤差)進(jìn)行估計(jì)。具體的，可以通過碼環(huán)鑒別器對(duì)τ進(jìn)行估計(jì)，并且有：

其中d是超前和滯后兩組相關(guān)器之間的間距，E和L為超前與滯后兩組相關(guān)器輸出信號(hào)的積分值，E和L分別通過以下公式確定：

其中A為相關(guān)器支路輸出的信號(hào)幅度，T_coh為相干積分時(shí)間，R(·)為自相關(guān)函數(shù)，f_d為殘留載波頻率差，n_E、n_L為相應(yīng)相關(guān)器支路輸出的噪聲。記A_c＝(A|sin c(f_dT_coh)|)²，則式(2)可以改寫成：

現(xiàn)有方法中，碼環(huán)鑒別器根據(jù)公式(1)計(jì)算τ時(shí)，A_c被歸一化而消去。但是，在碼跟蹤時(shí)，由于噪聲影響等原因，可能出現(xiàn)信號(hào)幅度突變的情況。這種情況下，收到的基站信號(hào)可能超出TC-OFDM接收機(jī)中碼環(huán)鑒別器能處理的信號(hào)幅度閾值，同時(shí)由于碼環(huán)鑒別器在鑒別相位時(shí)存在非線性因素，因此容易出現(xiàn)碼環(huán)失鎖的現(xiàn)象，即不能計(jì)算出碼相位誤差的現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種基于EKF的TC-OFDM接收機(jī)碼跟蹤方法及裝置，以提高TC-OFDM接收機(jī)的跟蹤靈敏度。具體技術(shù)方案如下：

一種基于EKF的TC-OFDM接收機(jī)碼跟蹤方法，應(yīng)用于所述TC-OFDM接收機(jī)，所述方法包括：

接收當(dāng)前時(shí)刻的目標(biāo)信號(hào)，并獲取所述TC-OFDM接收機(jī)自身產(chǎn)生的本地信號(hào)；

對(duì)所述目標(biāo)信號(hào)與所述本地信號(hào)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，得到當(dāng)前時(shí)刻的信號(hào)觀測值；