动态多普勒频偏估计方法、装置及存储介质.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112714088A(43)申请公布日2021.04.27(21)申请号202011537514.2(22)申请日2020.12.23(71)申请人南京邮电大学地址210003江苏省南京市鼓楼区新模范马路66号(72)发明人张兆维殷俊相雪池淼乐倩唐子轩陈苏南惠静(74)专利代理机构南京纵横知识产权代理有限公司32224代理人董建林(51)Int.Cl.H04L27/00(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图3页(54)发明名称动态多普勒频偏估计方法、装置及存储介质(57)摘要本发明公开了一种基于部分滑动窗口的动态多普勒频偏估计方法、装置及存储介质，旨在解决解决低信噪比和高动态环境下的载波多普勒频偏的检测问题。其包括：对预处理后的扩频码元信号进行快速傅里叶变换和非相干累积处理，获得扩频码元信号累积结果；从扩频码元信号累积结果中选取有效元素，进而修正扩频码元信号累积结果；利用预设的滑动窗口在修正后的扩频码元信号累积结果上进行滑动，获得多个子窗口，并找出最大子窗口；根据最大子窗口的有效元素的序号平均值计算多普勒频偏估计。本发明能够排除更多的噪声元素并将多个信号元素累积起来，提高了多普勒频偏的检测概率。CN112714088ACN112714088A权利要求书1/3页1.一种基于部分滑动窗口的动态多普勒频偏估计方法，其特征在于，包括如下步骤：获取多个扩频码元信号，并对其进行预处理；基于预处理后的扩频码元信号进行快速傅里叶变换和非相干累积处理，获得扩频码元信号累积结果；根据扩频码元信号累积结果中的有效元素修正扩频码元信号累积结果；利用预设的滑动窗口在修正后的扩频码元信号累积结果上进行滑动处理，获得多个子窗口；根据修正后的扩频码元信号累积结果计算每个子窗口的大小，获得最大子窗口；根据最大子窗口的有效元素的序号平均值计算多普勒频偏估计。2.根据权利要求1所述的一种基于部分滑动窗口的动态多普勒频偏估计方法，其特征在于，所述预处理包括解扩处理和离散化采样处理。3.根据权利要求1所述的一种基于部分滑动窗口的动态多普勒频偏估计方法，其特征在于，所述预处理后的扩频码元信号为其中，x[i]表示第i个预处理后的扩频码元信号，表示第i个预处理后的扩频码元信号的第n段，i＝1,2...,L，L为扩频码元信号总数，n＝0,1,...,N‑1，N为扩频码元信号长度；的表达式如下：其中，a为扩频码元信号的振幅，b表示比特速率为rb的二进制码元数据信息，fd表示第i个扩频码元上的多普勒初始频偏，fs表示扩频码元信号的采样频率，fa表示多普勒加速度，2为第i个扩频码元信号的初始相位，wn表示均值为0、方差为σ的高斯白噪声。4.根据权利要求3所述的一种基于部分滑动窗口的动态多普勒频偏估计方法，其特征在于，获得扩频码元信号累积结果的具体操作如下：对每一个预处理后的扩频码元信号进行Nf点的快速傅里叶变换，则第i个预处理后的扩[i]频码元信号x对应的Nf点频域向量为：I[i]＝fft(x[i])[i][i][i]其中，I表示x对应的Nf点频域向量，表示I中的第m个频域元素，fft(·)表示Nf点的复数快速傅里叶变换，m＝0,1,2,...,Nf‑1，Nf≥N；基于每个预处理后的扩频码元信号的Nf点频域向量，对L个预处理后的扩频码元信号进行非相干累积，获得扩频码元信号累积结果：其中，Ic表示扩频码元信号累积结果，Ic,m表示扩频码元信号第m个累计值，|·|表示取绝对值；Ic,m的表达式为：2CN112714088A权利要求书2/3页5.根据权利要求4所述的一种基于部分滑动窗口的动态多普勒频偏估计方法，其特征在于，扩频码元信号累积结果的修正过程如下：从扩频码元信号累积结果中选取Nc个有效元素：其中，e0表示扩频码元信号累积结果中序号为0的有效元素，ep表示扩频码元信号累积结果中的第p个有效元素，Nc为扩频码元信号累积结果中有效元素的数量，Nc≥1；利用有效元素修正扩频码元信号累积结果，获得多个修正后的扩频码元信号累积值，具体公式如下：其中，表示第m个修正后的扩频码元信号累积值，e表示有效元素集合，利用修正后的扩频码元信号累积值组成修正后的扩频码元信号累积结果6.根据权利要求4所述的一种基于部分滑动窗口的动态多普勒频偏估计方法，其特征在于，预设的滑动窗口的宽度为：其中，Lwin表示滑动窗口的宽度。7.根据权利要求1所述的一种基于部分滑动窗口的动态多普勒频偏估计方法，其特征在于，子窗口大小的计算公式如下：其中，sq表示第q个子窗口的大小，Lwin表示滑动窗口的宽度，表示第m个修正后的扩频码元信号累积值，q＝0，1,...,Nf‑Lwin‑1，Nf为快速傅里叶变换点数。8.根据权利要求7所述的一种基于