[发明专利]一种异步DS-CDMA信号时频差参数估计方法

权利要求书

1.一种异步DS-CDMA信号时频差参数估计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取异步CDMA信号的载频和码速率，对主星信号进行下变频和降采样处理，得到码片级信号；

S2、利用Frobenius范数法估计信号失步时间；

S3、根据所述码片级信号、所述信号失步时间和预获取的扩频码序列库，对所有扩频码序列进行并行相关解扩处理，将解扩后的信号归一化并计算信号功率大小；

S4、判断计算的功率是否存在大于功率门限值的信号功率值，如果存在则进入步骤S5；否则进入步骤S8；

S5、筛选所述信号功率值对应用户的扩频码序列，并对扩频码序列库进行更新；

S6、根据所述信号失步时间和筛选的扩频码序列重构用户信号；

S7、从异步CDMA信号中削减重构的用户信号，返回步骤S1；

S8、根据所述信号失步时间在设定范围内进行偏移，并对扩频码序列库中所有扩频码序列进行并行相关解扩处理，将解扩后的信号归一化并计算信号功率大小；

S9、判断计算的功率是否存在大于功率门限值的信号功率值，如果存在则返回步骤S5；否则进入步骤S10；

S10、分别计算输出的各用户重构信号与主星CDMA信号和邻星CDMA信号的时频差，得到各用户的时频差估计结果。

2.根据权利要求1所述的异步DS-CDMA信号时频差参数估计方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下分步骤：

S21、将步骤S1得到的码片级信号按照扩频增益的两倍长度进行重叠分段，得到行列为两倍扩频增益大小的观测向量矩阵；

S22、沿观测向量矩阵的对角线进行搜索，得到行列为扩频增益大小的矩阵，将该矩阵的二阶范数最大值对应的时延作为估计的信号失步时间。

3.根据权利要求1所述的异步DS-CDMA信号时频差参数估计方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括以下分步骤：

S31、根据所述码片级信号、所述信号失步时间和预获取的扩频码序列库，对所有扩频码序列进行并行相关解扩处理，得到解扩后的信号，表示为

其中，y_i(t)表示解扩后的信号，x(t)表示基带CDMA信号，T_c表示码片周期，p表示扩频码片序号，表示扩频码序列库中第i个扩频码序列，表示估计的第k个用户的信号失步时间；

S32、对解扩后的信号按照其最大值进行归一化处理，表示为

y_i(t)′＝y_i(t)/max(y_i(t))

其中，y_i(t)′表示归一化后的信号；

S33、计算归一化后的信号功率大小，表示为

其中，P(i)表示归一化后的信号功率大小，T表示信号积累时间。

4.根据权利要求1所述的异步DS-CDMA信号时频差参数估计方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括：

根据步骤S4判定得到的信号功率值对应用户的失步时间获取其对应的扩频码序列，再将该用户的扩频码序列从扩频码序列库中剔除，得到更新后的扩频码序列库。

5.根据权利要求1所述的异步DS-CDMA信号时频差参数估计方法，其特征在于，所述步骤S6具体包括以下分步骤：

S61、判断采样率是否为码速率的整数倍；若是，则进入步骤S62；否则将接收信号按照整数倍进行重采样，得到码速率整数倍的采样信号；

S62、设定滚降系数的搜索范围以及搜索步进，取每个步进点的滚降系数值生成根升余弦滚降滤波器；

S63、将步骤S5筛选的用户扩频码序列进行上采样与成型滤波；

S64、按照最小二乘方法重构用户信号；

S65、从步骤S61得到的码速率整数倍的采样信号中削减步骤S64重构的用户信号，得到残差信号；

S66、取残差信号中使得残差信号能量最小的滚降系数步进点作为滚降系数的估计结果，将其对应的信号作为该用户的重构信号；

S67、判断采样率是否为码速率的整数倍；若是，则得到第k个用户的重构信号；否则将重构信号按照原始采样率重采样。

6.根据权利要求5所述的异步DS-CDMA信号时频差参数估计方法，其特征在于，所述步骤S64具体包括以下分步骤：

S641、根据第k个用户对应的失步时间t_k、第k个用户信号对应的扩频码序列u_k、以及第n个扩频周期所对应的接收信号序列进行正交投影，表示为

其中，表示包含信号强度的第k个用户的第n个符号；

S642、采用最小二乘方法对进行估计，表示为

其中，表示的估计；

S643、根据第k个用户信号对应的扩频码序列u_k和的估计重构用户信号，表示为

其中，Y₂表示第k个用户的信号。