[发明专利]一种无人机蜂群组网中SC-FDE信号联合测距方法

说明书

本发明提供一种无人机蜂群组网中SC‑FDE信号联合测距方法，本方法对2倍过采样SC‑FDE信号进行联合定时同步与测距估计，首先对2倍过采样信号，然后联合较短前导段数据估计粗测距信息，从而完成数据链系统中两个通信终端间准确测距。本方法可以较低复杂度实现测距性能的有效提升，只需2倍采样实现联合定时同步与测距，适用于采样率有限的宽带SC‑FDE通信系统，信号包含前导段与数据段，采样率为2倍，适用于宽带自组网通信系统；基于2倍采样信号对应2路信号分别差分相关，比较得到相关度量较高的采样信号作为精测距序列，该差分相关不受频偏影响；本方计算式不受频偏影响，还可有效提升无人机蜂群组网系统任意两无人机节点之间的测距精度。

技术领域

本发明涉及数字信息的传播技术领域，具体涉及一种无人机蜂群组网中SC-FDE信号联合测距方法。

背景技术

在无人机蜂群组网中，组网无人机之间由于姿态变化、协作执行任务环境复杂，卫星导航信号受遮挡，往往处于信息微弱，或者导航信号被干扰状态，难以获得蜂群自身编队相对位置信息。因此，需要通过组网通信信号获取机载数据终端之间的相对距离与位置信息，从而提升无人机蜂群的任务效率与作战系统的抗毁性。

在“王艳君.一种用于伪码测距的频域非线性估计算法.无线电工程2007.”中设计了一种对扩频码码环跟踪的抖动不敏感的频域非线性估计算法；在“谢超.基于PN序列的无线测距方法研究.长春理工大学,2012.”文献中研究了基于PN序列的方法，这种传统伪随机码测距技术具有抗干扰、抗多径衰落、隐蔽性好等特点，但其测距精度依赖码片速率。

无人机蜂群组网系统中采用SC-FDE信号(单载波域平衡)具有低峰均比、抗多径干扰等特点。对该体制信号测距的研究文献里较少涉及，在作者发明专利“闫朝星,付林罡,谌明.一种基于联合估计的测距方法、装置及记录介质.2018，中国发明专利，201810622433.9.”中提出了基于联合估计的测距方法，基于过采样信号的绝对值之和进行精测距，但是其采样率需要4倍过采样才能计算完成。在作者另一发明专利“闫朝星,刘同领,罗翔等.一种基于SC-FDE突发信号2 倍过采样的定时同步方法.2020，中国发明专利，202018001719.3.”中涉及了2倍过采样时的定时同步方法。但是都没有针对2倍过采样的SC-FDE信号设计测距方法。在软件无线电芯片AD9361中带宽常限制在56MHz，采样率限制在122.88MHz，即宽带信号最多2倍过采样，无法获得4倍过采样，需要针对宽带信号2倍过采样研究联合定时同步与测距方法。

发明内容

本发明是为了解决无人机蜂群组网中针对宽带信号2倍过采样研究联合定时同步与测距方法的问题，提供一种无人机蜂群组网中 SC-FDE信号联合测距方法，该方法对2倍过采样SC-FDE信号进行联合定时同步与测距估计，首先对2倍过采样信号，然后联合较短前导段数据估计粗测距信息，从而完成数据链系统中两个通信终端间准确测距，该方法可以较低复杂度实现测距性能的有效提升。该方法只需2倍采样实现联合定时同步与测距，适用于采样率有限的宽带 SC-FDE通信系统。

本发明提供一种无人机蜂群组网中SC-FDE信号联合测距方法，包括如下步骤：

S1、发送及接收信号：无人机蜂群中无人机节点A向无人机节点 B发送SC-FDE采样信号x(k)：x(k)＝x(kT_s)，

其中，T为符号周期，T_S＝T/2为采样时钟，s(n)为发送端长度为N 的数据符号，1≤n≤N，s(n)包含前导段{a(1),a(2),...,a(p)}与数据段 {b(1),b(2)...,b(q)}，两者长度之和为N：p+q＝N；1≤k≤2N，g(t)为滤波器；τT为时延；z(t)为高斯白噪声；