一种高动态多普勒捕获的长时间累积方法.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CN108809354A(43)申请公布日2018.11.13(21)申请号201810563389.9(22)申请日2018.06.04(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)发明人张兆维师晓晔吴尘(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.H04B1/7075(2011.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种高动态多普勒捕获的长时间累积方法(57)摘要本发明公开了一种高动态多普勒捕获的长时间累积方法，包括将接收到的MLopt个码元信号划分到连续的M个短时间累积周期内，并进行非相干累积；根据M个累积结果进行最大似然搜索，得到M个多普勒捕获结果；对M个多普勒捕获结果进行最小二乘拟合，得到多普勒加速度的估计值；根据多普勒加速度的估计值，计算相邻码元信号的频率漂移；补偿码元信号的频率漂移；将补偿后的码元信号合并到一个长时间累积周期，并进行非相干累积；根据长时间累积周期的累积结果进行最大似然搜索，得到最终的多普勒捕获结果。本发明抑制了长时间累积导致的能量扩散问题，有效地提高多普勒捕获性能，更适合低信噪比、高动态环境下的多普勒捕获，为后续载波同步和解调奠定基础。CN108809354ACN108809354A权利要求书1/2页1.一种高动态多普勒捕获的长时间累积方法，其特征在于：包括以下步骤，将接收到的MLopt个码元信号划分到连续的M个短时间累积周期内，并进行非相干累积；根据M个累积结果进行最大似然搜索，得到M个多普勒捕获结果；对M个多普勒捕获结果进行最小二乘拟合，得到多普勒加速度的估计值；根据多普勒加速度的估计值，计算相邻码元信号的频率漂移；补偿码元信号的频率漂移；将补偿后的码元信号合并到一个长时间累积周期，并进行非相干累积；根据长时间累积周期的累积结果进行最大似然搜索，得到最终的多普勒捕获结果。2.根据权利要求1所述的一种高动态多普勒捕获的长时间累积方法，其特征在于：接收的码元信号为扩频信号，先对其进行解扩处理，然后对解扩后的码元信号进行快速傅里叶变换。3.根据权利要求2所述的一种高动态多普勒捕获的长时间累积方法，其特征在于：第i[i]个解扩后的码元信号为x＝[x0,...,xN-1]，其中，i∈[1,MLopt]，a表示振幅，b表示比特速率为rb的二进制码元数据信息，fa和fs分别表示多普勒加速度和采样频率，fd表示码元上的多普勒初始频偏，表示初始相位，wn表示高斯白噪声，N＝fs/rb表示码元信号长度。4.根据权利要求3所述的一种高动态多普勒捕获的长时间累积方法，其特征在于：对每个长度为N的码元信号进行Nf点的快速傅里叶变换，Nf≥N；[i][i]x对应的Nf点频域向量I为，I[i]＝fft(x[i])其中，fft(·)表示Nf点的快速傅里叶变换。5.根据权利要求1所述的一种高动态多普勒捕获的长时间累积方法，其特征在于：第t个短时间累积周期的累积结果为，0.56062-0.5其中，1≤t≤M，|·|表示取绝对值，Lopt＝10(2πfa,max/fs)，fa,max表示fd的最大[i][i]可能值，I表示第i个解扩后的码元信号x对应的Nf点频域向量。6.根据权利要求1所述的一种高动态多普勒捕获的长时间累积方法，其特征在于：根据M个累积结果进行谱峰搜索，得到M个多普勒捕获结果；第t个累积结果对应的多普勒捕获结果为，2CN108809354A权利要求书2/2页其中，表示的谱峰位置，Nf表示快速傅里叶变换点数。7.根据权利要求1所述的一种高动态多普勒捕获的长时间累积方法，其特征在于：频率漂移公式为，其中，Δf表示频率漂移，表示多普勒加速度的估计值，rb表示比特速率。8.根据权利要求1所述的一种高动态多普勒捕获的长时间累积方法，其特征在于：第i′个码元信号的频率漂移补偿量为(i′-1)Δf，i′∈[2,MLopt]，Δf表示频率漂移。9.根据权利要求1所述的一种高动态多普勒捕获的长时间累积方法，其特征在于：长时间累积周期的累积结果为，其中，表示第i个补偿后的码元信号。10.根据权利要求1所述的一种高动态多普勒捕获的长时间累积方法，其特征在于：最终的多普勒捕获结果为，其中，表示累积结果的谱峰位置，Nf表示快速傅里叶变换点数。3CN108809354A说明书1/5页一种高动态多普勒捕获的长时间累积方法技术领域[0001]本发明涉及一种高动态多普勒捕获的长时间累积方法，属于空间通信领域。背景技术[0002]随着航天领域的蓬勃发展，通信载体的活动范围已经从地面扩大到空中乃至外太空。一方面，通信距离的增大会造成很大的路径损耗，从而严重降低接收信号的信噪比。另一