[發明專利]一種WCDMA衛星通信系統同頻強干擾抵消及弱信號提取方法

在審

• 申請號: 201810077125.2
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN108288977A
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 田增山;姚玉佳;李偉光
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04B1/7103
• 分類號: H04B1/7103;H04L25/03
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種WCDMA衛星通信系統同頻干擾抵消及弱信號提取方法，其特征在于，包含以下步驟：

步驟一、利用接收數據和本地擾碼遍歷相關實現WCDMA衛星信號檢測和同步，從而確定各個WCDMA衛星信號的幀起始位置和主擾碼號；

步驟二、基于導頻信道的信道估計進行頻偏粗估計，反饋給PLL環路；再利用PLL環路實時跟蹤強干擾信號的頻偏和相偏，并對其進行補償；

步驟三、利用導頻信道的信道估計值估計導頻信道幅值，并利用各個信道的功率配比計算其它信道的幅值；

步驟四、解碼強干擾信號獲取強干擾信息，利用步驟二和步驟三的參數估計值對強干擾信號進行重構并抵消，得到干擾抵消以后的數據；

步驟五、利用基于卡爾曼濾波的頻偏估計算法對目標信號的頻偏進行估計，并對其進行補償，然后解碼弱信號。

2.根據權利要求1所述的WCDMA衛星通信系統同頻干擾抵消及弱信號提取方法，其特征在于步驟一包括以下步驟：

步驟一(一)、將接收到的信號r(j)和本地擾碼做遍歷相關運算其中n代表主擾碼號，i代表做滑動相關時移位的碼片數，M代表相關長度，主擾碼號的遍歷取值為1,2,…512，確定每次遍歷相關的最大相關值；

步驟一(二)、對步驟一(一)得到的每次遍歷相關的最大相關值排序并取前兩個最大值，從而確定干擾信號和目標信號的幀起始位置和主擾碼號。

3.根據權利要求1所述的WCDMA衛星通信系統同頻干擾抵消及弱信號提取方法，其特征在于步驟二包括以下步驟：

步驟二(一)、采用基于導頻信道的信道估計值對頻偏進行粗估計，并反饋給PLL環路；

步驟二(二)、對空中信號的數據S(t)，采用相位分別為的四路載波對接收信號進行解調并通過低通濾波器得到v1，v2，v3，v4四路解調后的數據；

步驟二(三)、將相互正交的載波解調的信號組合成復數形式并用指數形式表示，即v1和v3，v2和v4兩兩組合成復數信號，并進一步乘相應的擾碼和擴頻碼進行解擾解擴得到v31_sin，v42_sin；

步驟二(四)、將步驟二(三)得到的兩個解擾解擴以后的數據拆分為I、Q兩路，得到Re31，Im31，Re42，Im42為了提取相位差計算四者的乘積得到k1＝(A′)⁴/8·sin(4φ+4θ_e)，由于信號采用QPSK調制方式，即數據相位φ＝π/4+nπ/2，則有4φ＝π+2nπ。因此，k1＝(A′)⁴/8·sin(4θ_e)，從而可以提取出相位差θ_e＝arcsin(8k1/(A′)⁴)/4。

4.根據權利要求1所述的WCDMA衛星通信系統同頻干擾抵消及弱信號提取方法，其特征在于步驟三包括以下步驟：

步驟三(一)、對導頻信道的信道估計值取一個無線幀的長度計算平均值，并將均值作為一個無線幀的幅值估計，從而得到接收數據的導頻信道的幅值估計；

步驟三(二)、利用不同信道的功率配比，計算各個信道與導頻信道的幅值之比；

步驟三(三)、利用各個信道與導頻信道的幅值之比計算出各個信道的幅值。

5.根據權利要求1所述的WCDMA衛星通信系統同頻干擾抵消及弱信號提取方法，其特征在于步驟五包括以下步驟：

步驟五(一)、在接收端，根據步驟一(二)確定的強干擾信號的幀起始位置截取長度為L的數據，用主擾碼進行解擾，再用信道碼C_ch,256,1對數據解擴，得到導頻信道解擴后的導頻數據data_PCPICH_receive；

步驟五(二)、本地構造長度為L的導頻數據data_PCPICH，取值均為1+j，將本地導頻數據和接收的解擾解擴以后的導頻信道數據進行共軛點乘得到信道估計值fre(n)，即fre(n)＝data_PCPICH(n).*conj(data_PCPICH_receive(n))。因為衛星信道為恒參信道，所以信道估計值可以用e^{j(2πnΔfTs+ΔΦ)}來表示。fre_off₁(n)＝angle(fre)＝2πnΔfTs+Δφ，其中，n＝1,2,3…L；

步驟五(三)、利用fre_off₁(n)的數據擬合一條直線，其中橫坐標為nTs，因為目標信號功率較小，所以擬合的直線受噪聲干擾較嚴重，所以對擬合的數據使用卡爾曼濾波進行處理。處理以后得到擬合直線的斜率為k，截距為b。由步驟五(二)可知k＝2πΔf₁，由此可得：頻偏相偏Δφ＝b；

步驟五(四)、利用得到的頻偏相偏值對接收的基帶數據進行頻偏補償s(n)為抵消以后的基帶數據，進一步解碼得到目標信息。