[发明专利]一种基于格型滤波Burg谱估计算法的低轨卫星多普勒频偏捕获方法在审

专利信息
申请号: 201911156117.8 申请日: 2019-11-22
公开(公告)号: CN110927750A 公开(公告)日: 2020-03-27
发明(设计)人: 潘孟冠;王本庆;苏泳涛;胡金龙;石晶林 申请(专利权)人: 中科院计算技术研究所南京移动通信与计算创新研究院
主分类号: G01S19/25 分类号: G01S19/25
代理公司: 南京泰普专利代理事务所(普通合伙) 32360 代理人: 窦贤宇
地址: 211100 江苏省南京*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 滤波 burg 估计 算法 卫星 多普勒 捕获 方法
【权利要求书】:

1.一种基于格型滤波Burg谱估计算法的低轨卫星多普勒频偏捕获方法,其特征在于,包括如下步骤:

初始化:自适应回归模型AR,AR模型阶数p,遗忘因子β,中间计算结果Cm(0)=0,Dm(0)=0,gm(0)=0,m=1,...,p;

下面的过程对每个采样点n依次进行:

输入:当前采样点x(n),前一采样点的计算结果Cm(n-1),Dm(n-1),gm(n-1),Km(n-1),m=1,...,p;

步骤1,初始化当前点的前、后向预测误差f、g:

f0(n)=g0(n)=x(n)

且令m=1;

步骤2,更新前后向预测误差:

步骤3,求解中间系数:

步骤4,求反射系数:

步骤5,计算AR模型参数:

步骤6:令m←m+1,并重复步骤2至步骤5,直至阶数迭代完成,即m=p;

步骤7:根据AR模型参数,按照下式计算当前点的Burg功率谱:

其中,σ2为信号功率,fs为采样频率,Δt=1/fs为采样间隔;

步骤8:根据计算的Burg功率谱进行谱峰搜索,估计出频偏

输出:当前采样点处的频偏

2.根据权利要求1所述的一种基于格型滤波Burg谱估计算法的低轨卫星多普勒频偏捕获方法,其特征在于:由于多普勒捕获需要的是功率谱峰值对应的频偏,对功率谱细节的反映要求不高,因此使用的AR模型阶数p可以取的较低,如p=2。

3.根据权利要求1所述的一种基于格型滤波Burg谱估计算法的低轨卫星多普勒频偏捕获方法,其特征在于:由于多普勒捕获需要的是谱峰对应的频偏,因此不必完整计算出Burg谱,谱峰搜索的过程可简化为:

4.根据权利要求1所述的一种基于格型滤波Burg谱估计算法的低轨卫星多普勒频偏捕获方法,其特征在于:对典型低轨卫星多普勒变化曲线,所提方法能够实现多普勒频偏的实时动态估计,且低Es/NO(-2dB)时,误差在5%符号速率以内。

5.根据权利要求1所述的一种基于格型滤波Burg谱估计算法的低轨卫星多普勒频偏捕获方法,其特征在于:对于典型卫星通信数据帧,能够在8ms以内完成频偏的捕获,随后能够对变化的频偏实现动态跟踪。

6.根据权利要求1所述的一种基于格型滤波Burg谱估计算法的低轨卫星多普勒频偏捕获方法,其特征在于:所提算法的捕获频偏的均方根误差在Es/NO=-2~-1dB时,能达到5%符号速率以下,捕获精度能满足接收机频偏预补偿需求。

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