[发明专利]一种基于延时自相关的高动态多普勒频偏及频偏变化率估计方法

权利要求书

1.一种基于延时自相关的高动态多普勒频偏及频偏变化率估计方法，其特征在于：包括步骤如下

(1)首先，将本地载波e^j2πfct与s(t)相乘进行下变频，然后滤波去除高频分量f_c，得到基带信号s₁(t)；

s(t)为接收到的高动态扩频信号，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)为伪码，d(t)为数据符号，f₀为s(t)的起始频偏，f_c为s(t)的载波频率，m为频率变化率，t表示时间；

得到基带信号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)利用平方法消除扩频信号s₁(t)的数据和扩频码的影响，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)将r₁(t)进行延时自相关，得到r₁(t)的延时子相关函数R(τ)，如下：

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

设信号s(t)观测时间为T，对信s(t)号进行离散采样，采样间隔为Δt，采样点数为2N，将r₁(t)离散化得到r₁(n)，r₁(n)分为两个长度相等的序列，r₂(n)对应前N点，r₃(n)对应后N点；它们具有相同的频偏变化率和不同的起始频偏；r₂(n)的起始频偏为f₀，r₃(n)的起始频偏为延时T/2后起始频偏f₁，表示为得到R(τ)的离散化表示R(n,τ)：

R(n,τ)＝e^{j4π(ΔfNΔt)} (5)

式中，Δf＝f₁-f₀，对R(n,τ)做N点FFT估计出Δf，则频偏变化率m的粗略估计值为：

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

式中，τ＝T/2；

先由上式(6)计算出m

(4)再构造出中间变量x(n)：

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

对x(n)进行FFT，估计出扩频信号s(t)的起始频偏估计值。

2.根据权利要求1所述的一种基于延时自相关的高动态多普勒频偏及频偏变化率估计方法，其特征在于：步骤(4)构造出中间变量x(n)，对x(n)进行FFT，估计出扩频信号s(t)的起始频偏估计值，具体步骤如下：

(1)将r₁(t)的离散化表示为r₁(n)：

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

(2)将r₁(n)与相乘，得到中间变量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)对x(n)进行FFT，即可得到f₀，也就是扩频信号s(t)的起始频偏估计值m。