[發明專利]一種基于多通道反饋結構的BPSK信號的欠采樣參數估計方法

有效

• 申請號: 201810235764.7
• 申請日: 2018-03-21
• 公開（公告）號: CN108337205B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 付寧;黃國興;曹杰;喬立巖
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H04L27/20
• 分類號: H04L27/20;H04L25/03
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 岳昕

1.一種基于多通道反饋結構的BPSK信號的欠采樣參數估計方法，其特征在于，所述基于多通道反饋結構的BPSK信號的欠采樣參數估計方法是按照以下步驟進行的：

步驟一、多路選擇器連接主通道接口α，信號x(t)經過功分器分為兩路后通過乘法器，自相乘后獲得信號y(t)：

A是信號x(t)的幅度，A≠0且A∈R，R是實數；t是時間函數自變量，且0≤t＜τ，τ是信號的持續時間；j是虛數單位；f_c是信號載頻；是信號的初相，且ξ_k(t)是矩形窗函數；K是信號由于相位跳變而被分隔的段數，k為分隔后的第k段信號，k＝1,2,…,K；

由于c_k的取值是0或1，所以那么y(t)寫成：

其中自相乘后去除信號x(t)的調制信息，y(t)是一段復指數信號；

步驟二、信號y(t)分別通過主通道的通道一的采樣和主通道的通道二的延時采樣，通道一和通道二均以采樣率均勻采樣，T_s為采樣時間間隔，通道一和通道二的采樣樣本數分別為N₁和N₂，采樣樣本數N₁≥2且N₂≥2；通道二相比于通道一存在延時T_e，且延時T_e滿足

通道一和通道二的采樣樣本值分別表示如下：

其中，n是通道一的采樣樣本的位置，n＝0,1,…,N₁-1，n'是通道二的采樣樣本的位置，n'＝0,1,…,N₂-1；

步驟三、根據通道一和通道二的采樣樣本值y[n]和y_e[n']，利用旋轉子空間不變法算法獲得信號載頻的估計值和信號幅度的估計值其具體過程為：

步驟三一，將通道一和通道二的采樣樣本值表示為矩陣形式：Y＝[y[0],y[1],…y[N₁-1]]，Y_e＝[y_e[0],y_e[1],…y_e[N₂-1]]，且Y＝Y_e*D，其中

步驟三二，當時，利用ESPRIT算法獲得信號載頻的估計值信號載頻的估計值通過矩陣D的特征值唯一確定，且矩陣D和矩陣Φ＝(Y*Y)^-1Y*Y_e具有相同的特征值；

步驟三三，將獲得的信號載頻估計值代入通道一的采樣樣本值根據A′＝Y*V^-1求出幅度A′，其中：

V是中間變量，計算得到信號幅度的估計值

步驟四、步驟三中信號載頻和信號幅度估計完成后，采用調制信號生成器生成控制信號和調制信號控制信號控制多路選擇器連接反饋通道接口β；信號x(t)經過調制信號p(t)解調后獲得信號z(t)：

其中，信號z(t)為復數形式的分段多項式，是分隔后每段信號的相位，由初相和調制相位c_k·π組成，k＝1,2,…,K；

當信號載頻的估計值時，解調后的信號z(t)為：

其中，A_k是中間變量；

步驟五、信號z(t)經過低通濾波器后獲得濾波后信號低通濾波器的截止頻率為B/2，反饋通道對濾波后的信號進行采樣，反饋通道的采樣率為采樣間隔為采樣樣本數為樣本采樣值為：

其中，表示向下取整；是連續信號；是反饋通道的采樣樣本的位置，

步驟六、根據樣本采樣值利用零化濾波器算法估計出信號間斷點的位置和每段信號的相位其具體方法為：

步驟六一、假設低通濾波器為理想濾波器，則通過樣本采樣值計算出信號z(t)的傅里葉系數Z[m]，且|m|≤M；

其中，m是離散的譜線的位置；

步驟六二、信號z(t)的導數形式為狄拉克脈沖串的形式，具體表示如下：

其中，t_k為信號間斷點的位置，δ(t-t_k)為單位沖激函數，A_k為中間變量；

步驟六三、根據傅里葉變換的性質，通過信號z(t)的傅里葉系數Z[m]求得z′(t)的傅里葉系數Z′[m]，

其中，j是虛數單位；

步驟六四、利用零化濾波器方法估計出信號間斷點的位置和中間變量每段信號的相位通過公式來估計，為中間變量的幅角；

步驟七，采用卡佐迭代算法對噪聲環境中的信號參數進行估計。

2.根據權利要求1所述的一種基于多通道反饋結構的BPSK信號的欠采樣參數估計方法，其特征在于，步驟七中噪聲情況下參數估計的過程如下：

在通過采樣值計算信號的傅里葉系數時，利用卡佐算法迭代獲得降噪后得傅里葉系數Z[m]；然后再利用步驟六的方法估計去噪后的信號參數。