一种基于TC-OFDM的频率捕获方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供的基于TC‑OFDM的频率捕获方法、装置、电子设备及存储介质，属于通信技术领域。通过接收基站发送的射频定位信号，将射频定位信号转变为零中频信号，然后将零中频信号分成两路信号，再将两路信号分别输入第一预设数目个并行的下变频和积分单元中，得到第一预设数目个非相干积分值，然后从第一预设数目个非相干积分值中选取数值最大的第二预设数目个非相干积分值，根据第二预设数目个非相干积分值、第二预设数目个非相干积分值分别对应的数控振荡器生成的频率值和预设的三次样条差值拟合算法，得到拟合方程，最后计算拟合方程的最大值，将最大值对应的频率值作为残留载波频率的估计值。采用本发明专利技术可以提高频率捕获的精度。

A frequency acquisition method, device, electronic device and storage medium based on TC-OFDM

The frequency acquisition method, device, electronic device and storage medium based on TC OFDM provided by the embodiment of the invention belong to the field of communication technology. By receiving the radio frequency positioning signal transmitted by the base station, the radio frequency positioning signal is converted into zero IF signal, and then the zero IF signal is divided into two signals. The two signals are input into the first preset number of parallel down converters and integration units respectively, and the first preset number of incoherent integration values are obtained. Assuming that the second preset number of incoherent integral values with the largest number of incoherent integral values is selected, the fitting equation is obtained by fitting the frequency value generated by the numerical control oscillator and the preset cubic spline difference algorithm according to the second preset number of incoherent integral values and the second preset number of incoherent integral values respectively. Finally, the maximum value of the fitting equation is calculated, and the frequency corresponding to the maximum value is taken as the estimated value of the residual carrier frequency. The accuracy of frequency acquisition can be improved by adopting the invention.

【技术实现步骤摘要】
一种基于TC-OFDM的频率捕获方法、装置、电子设备及存储介质
本专利技术涉及通信
，特别涉及一种基于TC-OFDM的频率捕获方法、装置、电子设备及存储介质。
技术介绍
在地面环境进行信号跟踪时，通常采用TC-OFDM(Time&CodeDivision-OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，时分码分正交频分复用)技术，TC-OFDM接收机在运行过程时，通常会由于晶振误差等原因产生残留载波，TC-OFDM接收机需要确定残留载波频率之后，才能牵入锁相环(即进行信号的跟踪)。TC-OFDM接收机确定残留载波频率的过程被称为频率捕获(或频率搜索)。目前，TC-OFDM接收机通常采用多个并行的下变频和积分单元，根据接收到的零中频信号和数控振荡器生成的多个本地信号，先计算出多个非相干积分值，然后选取多个非相干积分值中最大的3个值及这3个值对应的数控振荡器生成的频率值，使用最小二乘法拟合曲线(即拟合方程)，将该曲线的最大值对应的频率值作为残留载波频率的估计值。然而，专利技术人在实现本专利技术的过程中发现，现有技术至少存在如下问题：在地面环境中，使用现有技术进行频率捕获时，采用最小二乘法拟合曲线后得到的残留载波频率的估计值与残留载波频率的实际值偏差较大，导致频率捕获精度较低。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种基于TC-OFDM的频率捕获的方法、装置、电子设备及存储介质，以提高频率捕获的精度。具体技术方案如下：第一方面，提供了一种基于TC-OFDM的频率捕获方法，所述方法包括：接收基站发送的射频定位信号，并将所述射频定位信号转变为零中频信号，所述零中频信号中包含残留载波；根据预设的零中频信号分解算法，将所述零中频信号分成两路信号；将所述两路信号分别输入第一预设数目个并行的下变频和积分单元中，得到所述两路信号对应的第一预设数目个非相干积分值；从所述第一预设数目个非相干积分值中选取数值最大的第二预设数目个非相干积分值，根据所述第二预设数目个非相干积分值、所述第二预设数目个非相干积分值分别对应的数控振荡器生成的频率值和预设的三次样条差值拟合算法，得到拟合方程；计算所述拟合方程的最大值，并将所述最大值对应的频率值作为所述残留载波频率的估计值。可选的，所述从所述第一预设数目个非相干积分值中选取数值最大的第二预设数目个非相干积分值，根据所述第二预设数目个非相干积分值、所述第二预设数目个非相干积分值分别对应的数控振荡器生成的频率值和预设的三次样条差值拟合算法，得到拟合方程，包括：将所述第一预设数目个非相干积分值按照数控振荡器生成的频率值从小到大排序，从所述第一预设数目个非相干积分值中选取其中的前三个最大值以及与所述前三个最大值相邻并且分别排列在所述前三个最大值两侧的两个非相干积分值；根据所述五个非相干积分值、所述五个非相干积分值分别对应的数控振荡器生成的频率值和预设的三次样条差值拟合算法，得到拟合方程。可选的，所述根据所述五个非相干积分值、所述五个非相干积分值分别对应的数控振荡器生成的频率值和预设的三次样条差值拟合算法，得到拟合方程，包括：根据所述两侧的两个非相干积分值、第二大非相干积分值和第三大非相关积分值，计算得到两个斜率值；将所述前三个最大值作为插值点，所述两个斜率值作为拟合方程端点处的一阶导数，通过预设的三次样条差值拟合算法，得到拟合方程。可选的，所述将所述两路信号分别输入第一预设数目个并行的下变频和积分单元中，得到所述两路信号对应的第一预设数目个非相干积分值，包括：在第一预设数目个下变频和积分单元中，按照预设的相乘公式分别将所述两路信号与预设的数控振荡器生成的相互正交的正弦信号和余弦信号相乘；根据所述相乘后得到的信号和预设的积分公式，分别计算所述相乘后得到的信号的积分值；在所述第一预设数目个下变频和积分单元中，分别计算所述相乘后得到的信号的积分值的平方和，得到所述两路信号对应的第一预设数目个非相干积分值。第二方面，提供了一种基于TC-OFDM的频率捕获装置，所述装置包括：接收单元，用于接收基站发送的射频定位信号，并将所述射频定位信号转变为零中频信号，所述零中频信号中包含残留载波；分解单元，用于根据预设的零中频信号分解算法，将所述零中频信号分成两路信号；下变频和积分单元，用于将所述两路信号分别输入第一预设数目个并行的下变频和积分单元中，得到所述两路信号对应的第一预设数目个非相干积分值；拟合单元，用于从所述第一预设数目个非相干积分值中选取数值最大的第二预设数目个非相干积分值，根据所述第二预设数目个非相干积分值、所述第二预设数目个非相干积分值分别对应的数控振荡器生成的频率值和预设的三次样条差值拟合算法，得到拟合方程；计算单元，用于计算所述拟合方程的最大值，并将所述最大值对应的频率值作为所述残留载波频率的估计值。可选的，所述拟合单元包括：选取子单元，用于将所述第一预设数目个非相干积分值按照数控振荡器生成的频率值从小到大排序，从所述第一预设数目个非相干积分值中选取其中的前三个最大值以及与所述前三个最大值相邻并且分别排列在所述前三个最大值两侧的两个非相干积分值；拟合子单元，用于根据所述五个非相干积分值、所述五个非相干积分值分别对应的数控振荡器生成的频率值和预设的三次样条差值拟合算法，得到拟合方程。可选的，所述拟合子单元包括：计算子模块，用于根据所述两侧的两个非相干积分值、第二大非相干积分值和第三大非相关积分值，计算得到两个斜率值；拟合子模块，用于将所述前三个最大值作为插值点，所述两个斜率值作为拟合方程端点处的一阶导数，通过预设的三次样条差值拟合算法，得到拟合方程。可选的，所述下变频和积分单元包括：数控振荡器子单元，用于在第一预设数目个下变频和积分单元中，按照预设的相乘公式分别将所述两路信号与预设的数控振荡器生成的相互正交的正弦信号和余弦信号相乘；积分器子单元，用于根据所述相乘后得到的信号和预设的积分公式，分别计算所述相乘后得到的信号的积分值；平方和子单元，用于在所述第一预设数目个下变频和积分单元中，分别计算所述相乘后得到的信号的积分值的平方和，得到所述两路信号对应的第一预设数目个非相干积分值。第三方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器、所述通信接口、所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；所述存储器，用于存放计算机程序；所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的程序时，实现如上述第一方面所述的基于TC-OFDM的频率捕获方法步骤。第四方面，为了达到上述目的，本专利技术实施例还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上述第一方面所述的基于TC-OFDM的频率捕获方法步骤。本专利技术实施例提供的基于TC-OFDM的频率捕获方法、装置、电子设备及存储介质，通过接收基站发送的射频定位信号，将射频定位信号转变为零中频信号，零中频信号中包含残留载波，然后根据预设的零中频信号分解算法，将零中频信号分成两路信号，再将两路信号分别输入第一预设数目个并行的下变频和积分单元中，得到两路信号对应的第一预设数目个非相干积分值，然后从第一预设数目个非相干积分值中选取数值最大的第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于时分码分正交频分复用TC‑OFDM的频率捕获方法，其特征在于，所述方法包括：接收基站发送的射频定位信号，并将所述射频定位信号转变为零中频信号，所述零中频信号中包含残留载波；根据预设的零中频信号分解算法，将所述零中频信号分成两路信号；将所述两路信号分别输入第一预设数目个并行的下变频和积分单元中，得到所述两路信号对应的第一预设数目个非相干积分值；从所述第一预设数目个非相干积分值中选取数值最大的第二预设数目个非相干积分值，根据所述第二预设数目个非相干积分值、所述第二预设数目个非相干积分值分别对应的数控振荡器生成的频率值和预设的三次样条差值拟合算法，得到拟合方程；计算所述拟合方程的最大值，并将所述最大值对应的频率值作为所述残留载波频率的估计值。

【技术特征摘要】
1.一种基于时分码分正交频分复用TC-OFDM的频率捕获方法，其特征在于，所述方法包括：接收基站发送的射频定位信号，并将所述射频定位信号转变为零中频信号，所述零中频信号中包含残留载波；根据预设的零中频信号分解算法，将所述零中频信号分成两路信号；将所述两路信号分别输入第一预设数目个并行的下变频和积分单元中，得到所述两路信号对应的第一预设数目个非相干积分值；从所述第一预设数目个非相干积分值中选取数值最大的第二预设数目个非相干积分值，根据所述第二预设数目个非相干积分值、所述第二预设数目个非相干积分值分别对应的数控振荡器生成的频率值和预设的三次样条差值拟合算法，得到拟合方程；计算所述拟合方程的最大值，并将所述最大值对应的频率值作为所述残留载波频率的估计值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述第一预设数目个非相干积分值中选取数值最大的第二预设数目个非相干积分值，根据所述第二预设数目个非相干积分值、所述第二预设数目个非相干积分值分别对应的数控振荡器生成的频率值和预设的三次样条差值拟合算法，得到拟合方程，包括：将所述第一预设数目个非相干积分值按照数控振荡器生成的频率值从小到大排序，从所述第一预设数目个非相干积分值中选取其中的前三个最大值以及与所述前三个最大值相邻并且分别排列在所述前三个最大值两侧的两个非相干积分值；根据所述五个非相干积分值、所述五个非相干积分值分别对应的数控振荡器生成的频率值和预设的三次样条差值拟合算法，得到拟合方程。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述五个非相干积分值、所述五个非相干积分值分别对应的数控振荡器生成的频率值和预设的三次样条差值拟合算法，得到拟合方程，包括：根据所述两侧的两个非相干积分值、第二大非相干积分值和第三大非相关积分值，计算得到两个斜率值；将所述前三个最大值作为插值点，所述两个斜率值作为拟合方程端点处的一阶导数，通过预设的三次样条差值拟合算法，得到拟合方程。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述两路信号分别输入第一预设数目个并行的下变频和积分单元中，得到所述两路信号对应的第一预设数目个非相干积分值，包括：在第一预设数目个下变频和积分单元中，按照预设的相乘公式分别将所述两路信号与预设的数控振荡器生成的相互正交的正弦信号和余弦信号相乘；根据所述相乘后得到的信号和预设的积分公式，分别计算所述相乘后得到的信号的积分值；在所述第一预设数目个下变频和积分单元中，分别计算所述相乘后得到的信号的积分值的平方和，得到所述两路信号对应的第一预设数目个非相干积分值。5.一种基于时分码分正交频分复用TC-OFDM的频率捕获装置，其特征在于，所述装置包括：接收单元，用于接...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓中亮，莫君，杨寅，贾步云，刘雯，范时伟，边新梅，姜海君，唐宗山，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11