一种时延与多普勒频移联合估计方法.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CN105954769A(43)申请公布日2016.09.21(21)申请号201610255669.4(22)申请日2016.04.21(71)申请人大连理工大学地址116024辽宁省大连市甘井子区凌工路2号(72)发明人邱天爽于玲栾声扬张金凤(74)专利代理机构大连理工大学专利中心21200代理人梅洪玉潘迅(51)Int.Cl.G01S19/21(2010.01)G01S7/28(2006.01)权利要求书2页说明书3页附图2页(54)发明名称一种时延与多普勒频移联合估计方法(57)摘要本发明属于无线电信号参数估计技术领域，提供一种时延和多普勒频移联合估计的方法。其特征是首先采集获得两路信号，一者为待测信号，另一为参考信号，分别求取参考信号的Sigmoid循环自相关和待测信号与参考信号之间的Sigmoid循环互相关，然后求取Sigmoid循环模糊函数，最后根据Sigmoid循环模糊函数待测信号循环频率所在的Sigmoid循环模糊函数最大值所对应的位置确定时延和多普勒频移的估计值。实验证明，本发明能够在噪声具有较强脉冲性和存在与待测信号相同载频的干扰信号的情况下获得时延和多普勒频移的有效估计。CN105954769ACN105954769A权利要求书1/2页1.一种时延与多普勒频移联合估计的方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，按公式(1)采集参考信号；按公式(2)采集包含待估计时延和多普勒频移的待测信号；x(t)＝s(t)+w1(t)+si(t)(1)其中，x(t)为接收到的参考信号，s(t)为感兴趣的循环平稳信号；si(t)为和s(t)相同载频的干扰信号；y(t)为待测信号；D为待估计的时间延迟；fd为待估计多普勒频移；w1(t)和w2(t)是加性噪声，设加性噪声为服从位置参数a＝0、对称参数β＝0的Alpha稳定分布噪声；第二步，计算Sigmoid循环模糊函数2.1按照公式(3)计算参考信号x(t)在时间区间[-T/2,T/2]上的Sigmoid循环自相关其中，ε表示循环频率，依据s(t)的循环频率选择，τ表示时延，Sigmoid[x(t)]表示对x(t)进行Sigmoid变换，Sigmoid变换如公式(4)所示；采集数据为有限长度时的Sigmoid循环自相关由公式(5)估计得到；2.2按照公式(6)计算参考信号与待测信号之间的Sigmoid循环互相关采集数据为有限长度时的Sigmoid循环互相关由公式(7)计算得到；2.3由步骤2.1得到的Sigmoid循环自相关和步骤2.2得到的Sigmoid循环互相关通过公式(8)，计算获得Sigmoid循环模糊函数；其中，u和f分别代表时延和多普勒频移；第三步，参数估计由步骤2.3得到的Sigmoid循环模糊函数，求Sigmoid循环模糊函数绝对值，在u和f的取2CN105954769A权利要求书2/2页值范围内寻找使Sigmoid循环模糊函数绝对值取最大值的一组时延值u和多普勒频移f，得到如公式(9)所示的待测信号的估计值3CN105954769A说明书1/3页一种时延与多普勒频移联合估计方法技术领域[0001]本发明属于无线电信号参数估计技术领域，涉及到时延和多普勒频移联合估计的方法，特别涉及一种使用Sigmoid变换循环模糊函数的时延与多普勒频移联合估计的方法。背景技术[0002]卫星干扰源定位或雷达定位中，通常会将目标和接收机之间的相对运动所带来的时延变化等效为多普勒频移，这就涉及到时延和多普勒频移的联合估计问题。由于是两个参数同时估计，估计方法更易受到噪声或干扰的影响，特别是在信号同时受到脉冲噪声影响和同频干扰的情况下，很多经典的方法都会失效，如：基于二阶统计量的模糊函数和循环模糊函数可以在高斯噪声下正常工作，但不能抵抗脉冲性噪声；基于分数低阶统计量的分数低阶模糊函数可以抵御脉冲性噪声，但不能抵御同频干扰的影响；而能对脉冲噪声和同频干扰同时抵御的分数低阶循环模糊函数和广义分数低阶循环模糊函数也有其固有的缺点：其分数低阶的阶数需要噪声的先验知识，否则阶数的不当选择会影响方法的估计效果，另外，分数低阶统计量在脉冲性较强时，对脉冲噪声抑制能力不足，峰值不明显，可能导致估计错误。故本发明提出一种Sigmoid变换循环相关，在Sigmoid循环相关的基础上，应用Sigmoid变换循环模糊函数在脉冲噪声和同频干扰共存条件下进行时延和多普勒频移的联合估计。发明内容[0003]针对现有技术的不足，本发明提供一种韧性的时延与多普勒频移的联合估计方法，该方法采用Sigmoid变换对噪声中的脉冲性进行抑制，采用循环频率对同载频信号进行区分以去除同频干扰，提出利用Sigmoid循环模糊函数进行时延和多普勒频移的联合估