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专利号: 2014104715709
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高动态环境下多普勒频偏估计系统,该系统包括:数据接收模块、成形滤波器、多普勒频偏粗估计模块和精估计模块,其特征在于,数据接收模块:接收地面终端站发送的信号,对信号解调后通过成形滤波器模块的处理送入多普勒频偏粗估计模块;成形滤波器模块:接收解调后的数据,通过采样并内插信号,根据滤波器系数对数据进行卷积运算,得到消除码间干扰的数据;多普勒频偏粗估计模块:将数据通过同相和正交路,得到两路分别正交的数据,通过低通滤波器滤除高频分量后将这两路信号相乘,消除加载在数据上的信号和伪随机码,随后进行傅里叶变换后分析其频谱,得到多普勒频偏粗估计值;多普勒频偏精估计模块:根据粗估计值采用并行码相位搜索捕获,获得较精准的码相位和较粗糙的载波频率,采用时频二维搜索在预定频率范围内对码相位和载波频率进行并行搜索,得到估计的相位和频偏。

2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,在接收端采用与发送端成形滤波器模块中的根升余弦滤波器同样的滤波器,消除码间串扰,所述根升余弦滤波器系数的确定具体为,根据滤波器阶数确定标量n_T,调用公式:b=r cos fir(R,n_T,rate,T,filter_type)计算滤波器系数b,其中,r cos fir为根升余弦滤波器,R为滚降系数,rate为采样倍数,T为输入符号的周期,filter_type为滤波器类型。

3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,在成形滤波器模块前设置内插模块,在发送的基带码的相邻码之间内插0,成形滤波器模块将解调后数据按照8倍采样数据内插0,然后与滤波器系数b进行卷积,输出滤波结果。

4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,多普勒频偏粗估计模块根据公式:2fdoppler=FsKdoppler/N计算多普勒频偏粗估计值fdoppler,其中,Fs为采样频率,N为FFT的总点数,Kdoppler为两倍多普勒频率对应的点数;多普勒频偏精估计模块进一步在-200KHz~+200KHz的大频偏范围内进行并行搜索,得到估计的相位和频偏。

5.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述进行傅里叶变换后分析其频谱进一步包括,根据中频频率IF设置频偏范围为IF-fd和IF+fd,按设定的步进步长对频偏范围进行遍历搜索,通过傅立叶变换使时域中的相关运算变换到频域中的乘法运算,再通过逆傅立叶变换得到时域的相关运算结果,作为相关峰最大值,从设置的频偏范围内捕获频偏,最终锁定码相位位置。

6.一种高动态环境下多普勒频偏估计方法,其特征在于,数据接收模块接收地面终端站发送的信号,对信号解调后通过成形滤波器模块的处理送入多普勒频偏粗估计模块;成形滤波器模块接收解调后的数据,通过采样并内插信号,根据滤波器系数对数据进行卷积运算,得到消除码间干扰的数据;多普勒频偏粗估计模块将消除码间干扰的数据通过同相和正交路,得到两路相互正交的数据,两路数据分别通过低通滤波器滤除高频分量后相乘,消除加载在数据上的信号和伪随机码,随后进行傅里叶变换分析频谱,得到多普勒频偏粗估计值;多普勒频偏精估计模块采用并行码相位搜索捕获,根据粗估计值获得较精准的码相位和较粗糙的载波频率,采用时频二维搜索在预定频率范围内对码相位和载波频率进行并行搜索,得到估计的相位和频偏。

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在接收端采用与发送端同样的根升余弦滤波器,消除码间串扰,所述根升余弦滤波器系数b=r cos fir(R,n_T,rate,T,filter_type),其中,r cos fir为根升余弦滤波器,R为滚降系数,rate为采样倍数,T为输入符号的周期,filter_type为滤波器类型。

8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在成形滤波器模块前设置内插模块,在发送的基带码的相邻码之间内插0,成形滤波器模块将解调后数据按照8倍采样数据内插0,然后与滤波器系数b进行卷积,输出滤波结果。

9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,进一步包括:多普勒频偏粗估计模块根据公式:2fdoppler=FsKdoppler/N计算多普勒频偏粗估计值fdoppler,其中,Fs为采样频率,N为FFT的总点数,Kdoppler为两倍多普勒频率对应的点数;多普勒频偏精估计模块进一步在-200KHz~+200KHz的大频偏范围内进行并行搜索,得到估计的相位和频偏。

10.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,采用时频二维搜索对码相位进行并行搜索具体包括:根据中频频率IF设置频偏范围为IF-fd和IF+fd,按设定的步进步长对频偏范围进行遍历搜索,通过傅立叶变换使时域中的相关运算变换到频域中的乘法运算,再通过逆傅立叶变换得到时域的相关运算结果,找到相关峰最大值,从而从设置的频偏范围内捕获频偏,最终锁定码相位位置。