天基机会信号多普勒频率估计方法、装置、设备和介质.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CN112152677A(43)申请公布日2020.12.29(21)申请号201910573281.2(22)申请日2019.06.28(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华园1号申请人上海清申科技发展有限公司(72)发明人陈曦魏齐辉张冠群詹亚锋(74)专利代理机构北京华进京联知识产权代理有限公司11606代理人魏朋(51)Int.Cl.H04B7/01(2006.01)H04L27/00(2006.01)权利要求书3页说明书12页附图6页(54)发明名称天基机会信号多普勒频率估计方法、装置、设备和介质(57)摘要本申请涉天基机会信号多普勒频率估计方法、装置、设备和介质。所述方法包括：对接收到的天基机会信号进行基于快速傅里叶变换的粗偏频估计，得到载波多普勒频偏粗估计值；消除天基机会信号的载波多普勒频偏粗估计值，得到去多普勒频偏信号；对去多普勒频偏信号进行匹配滤波，得到匹配滤波信号；根据匹配滤波信号计算载波相位；根据载波相位通过最小二乘线性拟合，确定载波残余多普勒频率估计值；根据载波残余多普勒频率估计值，对匹配滤波信号进行基于直接多普勒估计算法的多普勒细估计，得到载波多普勒频偏细估计值；根据载波多普勒频偏粗估计值和载波多普勒频偏细估计值，得到载波多普勒频率。本申请提供的方法对多普勒频率估计准确度高。CN112152677ACN112152677A权利要求书1/3页1.一种天基机会信号多普勒频率估计方法，其特征在于，所述方法包括：对接收到的天基机会信号进行基于快速傅里叶变换的粗偏频估计，得到载波多普勒频偏粗估计值；消除所述天基机会信号的所述载波多普勒频偏粗估计值，得到去多普勒频偏信号；利用升余弦滚降滤波器对所述去多普勒频偏信号进行匹配滤波，得到匹配滤波信号；根据所述匹配滤波信号计算载波相位；根据所述载波相位通过最小二乘线性拟合，确定载波残余多普勒频率估计值；根据所述载波残余多普勒频率估计值，对所述匹配滤波信号进行基于直接多普勒估计算法的多普勒细估计，得到载波多普勒频偏细估计值；根据所述载波多普勒频偏粗估计值和所述载波多普勒频偏细估计值，得到载波多普勒频率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述载波残余多普勒频率估计值，对所述匹配滤波信号进行基于直接多普勒估计算法的多普勒细估计，得到载波多普勒细估计值，包括：获取以所述载波残余多普勒频率估计值为中心，在预设范围内获取多个相关残余多普勒频率估计值；分别消除所述匹配滤波信号的各所述相关残余多普勒频率估计值，得到多个消除匹配滤波信号；将各所述消除匹配滤波信号的导频信号的幅值进行平方计算，得到多个平方信号；确定各所述平方信号中，I路和Q路幅值之差的绝对值之和最小的平方信号对应的相关残余多普勒频率估计值，即为所述载波多普勒细估计值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述载波相位通过最小二乘线性拟合，确定载波残余多普勒频率估计值，包括：对所述载波相位每隔第一预设数量个采样点进行采样，得到第一降采样载波相位；对所述第一降采样载波相位进行最小二乘线性拟合，得到第一直线斜率估计值；根据所述第一直线斜率估计值计算得到所述载波残余多普勒频率估计值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述第一降采样载波相位进行最小二乘线性拟合，得到第一直线斜率估计值之后，所述方法还包括：根据所述天基机会信号的导频信号和所述第一直线斜率估计值，得到第二去频偏信号；根据所述第二去频偏信号计算第二载波相位；对所述第二载波相位，每隔第二预设数量个采样点采样，得到第二降采样载波相位；对所述第二降采样载波相位进行最小二乘线性拟合，得到第二直线斜率估计值。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一直线斜率估计值计算得到所述载波残余多普勒频率估计值，包括：根据所述第一直线斜率估计值和所述第二直线斜率估计值计算得到所述载波残余多普勒频率估计值。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一直线斜率估计值和所述第二直线斜率估计值计算得到所述载波残余多普勒频率估计值，包括：2CN112152677A权利要求书2/3页通过公式计算得到所述载波残余多普勒频率估计值，其中，f1为所述载波残余多普勒频率估计值，k1为所述第一直线斜率估计值，k2为所述第二直线斜率估计值，fs为采样率。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对接收到的天基机会信号进行基于快速傅里叶变化的粗偏频估计，得到载波多普勒频偏粗估计值，包括：对所述天基机会信号的导频部分的预设数量的点进行快速傅里叶变换，得到导频频域序列；获取所述导频频域序列中幅值最大的位置，得到最大幅值位置；根据所述导频频域序列和所述最大幅值位置，