利用BPSK数据估计天基机会信号多普勒的方法和系统.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CN111510409A(43)申请公布日2020.08.07(21)申请号202010302720.9(22)申请日2020.04.16(71)申请人清华大学地址100000北京市海淀区双清路30号申请人上海清申科技发展有限公司(72)发明人陈曦魏齐辉詹亚锋(74)专利代理机构北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙)11463代理人徐彦圣(51)Int.Cl.H04L27/00(2006.01)H04L27/18(2006.01)H04L25/02(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图6页(54)发明名称利用BPSK数据估计天基机会信号多普勒的方法和系统(57)摘要本发明提供了一种利用BPSK数据估计天基机会信号多普勒的方法和系统，应用于用户终端，包括：对经过匹配滤波之后的目标天基机会信号进行解调，得到I、Q路比特序列和导频序列；在I、Q路比特序列中查找满足预设条件的BPSK子序列，得到目标BPSK序列；计算目标天基机会信号中，与导频序列和目标BPSK序列所对应的部分信号的载波相位，得到第一载波相位；对第一载波相位进行相位展开操作，得到第二载波相位；基于第二载波相位，得到载波残余多普勒频偏估计值；基于载波残余多普勒频偏估计值和目标粗频偏估计值，得到目标天基机会信号的多普勒频偏估计值。本发明缓解了现有技术中存在的多普勒频偏估计值精度不高的技术问题。CN111510409ACN111510409A权利要求书1/2页1.一种利用BPSK数据估计天基机会信号多普勒的方法，应用于用户终端，其特征在于，包括：对经过匹配滤波之后的目标天基机会信号进行解调，得到I、Q路比特序列和导频序列；所述天基机会信号为从目标辐射源发射出来的无线电信号；在所述I、Q路比特序列中查找满足预设条件的BPSK子序列，得到目标BPSK序列；计算所述目标天基机会信号中，与所述导频序列和所述目标BPSK序列所对应的部分信号的载波相位，得到第一载波相位；对所述第一载波相位进行相位展开操作，得到第二载波相位；基于所述第二载波相位，得到载波残余多普勒频偏估计值；基于所述载波残余多普勒频偏估计值和目标粗频偏估计值，得到所述目标天基机会信号的多普勒频偏估计值，以通过所述多普勒频偏估计值对所述用户终端进行定位；所述目标粗频偏估计值为所述目标天基机会信号的导频部分进行基于快速傅里叶变换的粗频偏估计而得到的载波多普勒频偏粗估计值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对经过匹配滤波之后的目标天基机会信号进行解调，得到I、Q路比特序列和导频序列之前，所述方法还包括：接收目标辐射源发射的目标天基机会信号；对所述目标天基机会信号的导频部分进行基于快速傅里叶变换的粗频偏估计，得到载波多普勒频偏粗估计值；消除所述目标天基机会信号的所述载波多普勒频偏粗估计值，得到去多普勒频偏的目标天基机会信号；对所述去多普勒频偏的目标天基机会信号进行匹配滤波操作，得到匹配滤波后的目标天基机会信号。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述I、Q路比特序列包括：I路比特序列和Q路比特序列；所述预设条件包括：所述BPSK子序列的I路比特序列和Q路比特序列完全相同，且，所述BPSK子序列为以下任一比特序列：全零比特序列、全一比特序列、零一交替比特序列。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算所述目标天基机会信号中，与所述导频序列和所述目标BPSK序列所对应的部分信号的载波相位，得到第一载波相位，包括：确定所述目标天基机会信号中，与所述导频序列和所述目标BPSK序列所对应的部分信号的采样点的集合，得到目标采样点集合；通过如下算式计算所述目标采样点集合所对应的天基机会信号的部分信号的载波相位：其中，n表示所述目标采样点集合中的采样点编号；x1(n)表示采样点编号为n的采样点所对应的天基机会信号的部分信号；表示信号x1(n)的复数共轭信号；j表示单位复数；θ(n)表示采样点编号为n的采样点所对应的天基机会信号的部分信号的载波相位；将θ(n)作为第一载波相位。2CN111510409A权利要求书2/2页5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述第二载波相位，得到载波残余多普勒频偏估计值，包括：对所述第二载波相位利用最小二乘法进行多项式拟合操作，得到目标线性方程；基于所述目标线性方程求解所述第二载波相位的载波残余多普勒频偏估计值。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述载波残余多普勒频偏估计值和目标粗频偏估计值，得到所述目标天基机会信号的多普勒频偏估计值，包括：将所述载波残余多普勒频偏估计值和所述目标粗频偏估计值的和，作为所述目标天基机会信号的多普勒频偏估计值。7.一种利用BPSK数据估计天基机会信号多普勒的