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专利号: 2021105141862
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
专利领域: 电通信技术
更新日期:2023-08-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种融合5G NR的LEO卫星多普勒频偏变化率估计方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:

根据3GPP 5G NR帧结构,利用SS/PBCH块中的主同步信号,结合二阶差分方法,来实现多普勒频偏变化率估计,

根据SS/PBCH块在不同载波频率和不同子载波间隔下所处的位置,进而利用SS/PBCH块中的主同步信号,结合改进的二阶差分方法,以此来估计多普勒频偏变化率的值;在5G NR帧结构的协议中主同步信号(Primary Synchronization Signal,PSS)辅同步信号(Secondary Synchronization Signal,SSS)以及物理广播信道(Physical Broadcast Channel,PBCH)(以下简称SS/PBCH块);根据5G NR中定义的5种Case中SS/PBCH块的个数Lmax均为偶数,且第i个SS/PBCH中的PSS与第Lmax/2+i个SS/PBCH块中的PSS之间距离固定,在Case A情况下,SS/PBCH块的子载波间隔为15KHz,候选的SS/PBCH块的第1个OFDM符号位置指示是{2,8}+14×n,对于载波频率小于或等于3GHz,n=0,1,SS/PHCH块在某个半帧的子帧0,1上传输,共有4个候选位置(Lmax=4);对于载波频率大于3GHz且小于或等于6GHz,n=0,1,2,3,SS/PBCH块在某个半帧的子帧0,1,2,3上传输,共有8个候选位置(Lmax=8);第1个SS/PBCH块中PSS所在时域上的位置为所在半帧的第2个OFDM符号上,第3个SS/PBCH块中PSS所在时域上的位置为所在半帧的第16个OFDM符号上,两个PSS间隔为14个OFDM符号;第2个SS/PBCH块中PSS所在时域上的位置为所在半帧的第8个OFDM符号上,第4个SS/PBCH块中PSS所在时域上位置为所在半帧的22个OFDM符号上,两个主同步信号的间隔为14个OFDM符号,由于在半个帧内对用户所提供服务的基站是保持不变的,相应的半帧内多个SS/PBCH块中的PSS取值是相同的,于是,可采用二阶差分方法,来对多普勒频偏变化率进行估计,其中r(k)表示接收端接收得到的PSS,s(k)表示发送端发送的PSS,ε为多普勒频偏,γ为多普勒频偏变化率,θ0表示初始相位,nk为高斯噪声,采样频率为fs,两个对应的PSS之间的时间间隔为T,则对应的两个PSS之间的采样距离D=fs·T,对应另一个的同步块中PSS的表达式为:利用二阶差分方法进一步得到:

相似的,利用采样点k+1与k+D+1进行相关可得到如下表达式:

将上面两式进行自相关来估计多普勒频偏变化率γ:

再对上式进行幅角运算可得到多普勒频偏变化率的值:

其中arg()函数用来计算复数的幅角,多普勒频偏变化率的估计范围为 其中N为一个PSS的采样点数,D表示对应PSS采样点之间的间隔,其受子载波间隔的影响,进行幅角运算时arg函数的取值范围为(‑π,π],SS/PBCH块在半帧内成对存在,将对应同步块中的PSS所有的采样点进行累加运算,以此来减少噪声对于估计值的干扰。