[发明专利]一种低轨卫星高动态突发信号快速参数估计方法

说明书

本发明涉及空天地海一体化通信技术领域，具体涉及一种低轨卫星高动态突发信号快速参数估计方法；该方法采用高阶项逐级消去实现参数估计，即两级调频率逼近的FFT峰均比检测法，通过设置两个不同的调频率搜索步进，对接收信号进行调频率消去并作FFT峰均比检测，最终将搜索得到的最大峰均比对应的频率、调频率值作为所需参数估计量，该方法具有参数配置灵活、算法简单、计算复杂度低等的特点，能够在低轨卫星移动通信高动态链路以及低信噪比环境下快速实现信号参数估计。

技术领域

本发明涉及空天地海一体化通信技术领域，具体涉及一种低轨卫星高动态突发信号快速参数估计方法。

背景技术

空天地海一体化信息网络采用不同轨道、种类及性能的卫星组成覆盖全球的卫星星座网络平台，通过星间及星地链路将空中、陆地及海上的信息平台联合，进行信息的高效传输、准确获取及快速处理。在空天地一体化信息网络中，卫星起着关键的作用，是空中、陆地及海上的信息平台联合枢纽，将相对分散的信息平台联合成有机的整体。

低轨卫星网络作为卫星网络的重要的组成部分，相对于地面移动通信系统的覆盖范围有限及自然地理障碍等劣势，低轨卫星系统成为地面移动通信系统的重要补充；相对于高轨卫星通信系统、中轨卫星通信系统，低轨卫星通信系统，组网灵活，卫星运行轨道低，星地链路传输时延较小，并且可以与高轨卫星、中轨卫星等轨道卫星组成天基系统。

然而，低轨卫星对于地面静止目标本身就存在极高的相对运动速度，当卫星链路另一端连接的目标载体为高速机载/弹载平台或是其它空间飞行器时，通信双方的相对运动速度更高，称为高动态通信链路。对于高动态通信链路，较高的相对运动速度反映到信号层面则表现为强多普勒效应，即接收信号存在较大的载波频率偏移。另一方面，由于通信卫星绕地心作圆周运动，故其与通信目标载体的径向速度是时变的，随之产生的载波多普勒频偏也具有时变特性，即载波频偏具有一定的高阶变化率。特别是当目标载体为飞机、导弹等高速、高机动平台时，多普勒效应更为显著。这就给突发信号参数估计带来了严峻的挑战，特别对于低轨卫星载荷功率受限或低接收信噪比应用场合，这一问题则显得更为尖锐。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种低轨卫星高动态突发信号快速参数估计方法。

一方面，本发明提供了一种低轨卫星高动态突发信号快速参数估计方法，所述方法包括如下述步骤：

S1：对接收到的信号r(n)连续截取L点

S2：在最大可能调频率范围[-f_max,f_max]内，以步进值Δf逐一对接收信号r(n)作调频率消去，得到r_m(n)；

S3：对r_m(n)在作L点做FFT计算，得到幅频响应|R_m(k)|；

S4：对|R_m(k)|按变量k求峰均比，得到P_m；

S5：在P_m中选出最大值P_max，记其对应的m值为m₀，的峰值谱线位置为k₀，得到第一级频率估计值f_{0_est0}和第一级调频率估计值f_{1_est0}；

S6：根据得到的第一级频率估计值f_{0_est0}和第一级调频率估计值f_{1_est0}，对接收信号r(n)作第一级频率估计值和第一级调频率估计值抵消，得到补偿后的信号r₁(n)；

S7：对补偿后的信号r₁(n)经抗混叠低通滤波器处理得到r₂(n)，对r₂(n)作N倍降采样得到信号r₃(pT₁)；