一种高超声速飞行器大动态多普勒场景实时通信方法技术

本发明专利技术属于无线通信技术领域，公开了一种高超声速飞行器大动态多普勒场景实时通信方法，包括：在发送端，对发送信号进行预编码，插入导频数据后发送；在接收端，提取导频数据，一方面利用导频信息粗捕获多普勒频偏以及多普勒一次变化率，一方面利用导频信息估计信道状态信息；捕获方面采用基于FFT并行分段的方法完成快速粗捕获；粗捕获多普勒频偏以及多普勒变化率之后，对接收数据进行人工搬移，估计信道状态信息后进行分集合并。本发明专利技术能够满足高超声速飞行器实时遥测通信的要求，具有耗时短，复杂度低的特点，对高超声速飞行器的实时通信具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种高超声速飞行器大动态多普勒场景实时通信方法
本专利技术属于无线通信
，尤其涉及一种高超声速飞行器大动态多普勒场景实时通信方法。
技术介绍
目前，业内常用的现有技术是这样的：高超声速飞行器通常在20-100km的临近空间以10马赫以上速度高速飞行。飞行器与地面测控站之间存在很大的相对运动和径向速度，将使得载波频率产生很大的多普勒频率偏移。在典型测控S频段下最大多普勒偏移可能会超过150kHz，且飞行器具有较高加速度时存在多普勒频偏一次变化率，最大变化率也可达10kHz/s。这使得多普勒频偏在很大的频率范围内漂移，给接收机接收信号的载波快速捕获和信号解调带来极大的困难，将会严重影响通信质量。目前多普勒捕获常用的手段有基于极大似然(ML)准则估计类算法、时频分析类算法、锁频锁相环类方法。ML类方法是一个多维的非线性优化问题，计算复杂度高，对初始值的选取要求高，几乎无法在实际中应用；时频分析类方法适合于非平稳信号的检测，不利于微弱高动态信号的实时捕获；锁频锁相环类方法在跟踪环路方面存在着硬件复杂度高、动态性能差、容易失锁及耗时长的缺点。上述传统方法在大动态多普勒场景下，由于多普勒频本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大动态多普勒场景实时通信方法，其特征在于，所述大动态多普勒场景实时通信方法在发送端，对发送信号进行预编码，插入导频数据后发送；在接收端，提取导频数据，利用导频信息粗捕获多普勒频偏以及多普勒一次变化率，利用导频信息估计信道状态信息；捕获采用基于FFT并行分段的方法完成快速粗捕获；粗捕获多普勒频偏以及多普勒变化率之后，对接收数据进行人工搬移，估计信道状态信息后进行分集合并。

【技术特征摘要】
1.一种大动态多普勒场景实时通信方法，其特征在于，所述大动态多普勒场景实时通信方法在发送端，对发送信号进行预编码，插入导频数据后发送；在接收端，提取导频数据，利用导频信息粗捕获多普勒频偏以及多普勒一次变化率，利用导频信息估计信道状态信息；捕获采用基于FFT并行分段的方法完成快速粗捕获；粗捕获多普勒频偏以及多普勒变化率之后，对接收数据进行人工搬移，估计信道状态信息后进行分集合并。2.如权利要求1所述的大动态多普勒场景实时通信方法，其特征在于，所述大动态多普勒场景实时通信方法包括以下步骤：步骤一，原始数据经调制后做预处理，插入导频信息进行发送；步骤二，提取接收信号的导频信息，对多普勒变化范围以及多普勒变化率的变化范围分段，与导频信息匹配进行粗捕获；步骤三，对接收信号进行频偏补偿，然后对带有残余多普勒频偏的信号做人工频移、分集处理、解调得到最终数据。3.如权利要求2所述的大动态多普勒场景实时通信方法，其特征在于，所述步骤一具体包括：(1)原始数据经bpsk调制后进行IFFT预处理，得到待发送数据Xs[m]；(2)为待发送数据Xs[m]等间隔插入一段比例为λ＝k/(k+m)的导频数据Xsp[k]，令k+m＝n，得到发送数据为Xs[n]；n，m，k分别是发送数据总长度、原始数据长度、导频数据长度。4.如权利要求2所述的大动态多普勒场景实时通信方法，其特征在于，所述步骤二具体包括：(1)经过测控传输信道，带有多普勒频偏fd以及多普勒一次变化率fa的接收信号经采样为Xr[n]：其中H(n)为信道增益系数，N(n)为高斯白噪声；(2)从接收信号Xr[n]中提取对应位置的导频信息Xrp[k]：其中H(k)和N(k)分别为对应导频位置处的信道增益系数和高斯白噪声；(3)将最大多普勒区间[-Fdmax,Fdmax]划分为N段，称作N个多普勒频偏通道，将最大多普勒变化率区间[-Famax,Famax]划分为M段，称作M个多普勒...

【专利技术属性】
技术研发人员：石磊，刘彦明，张超，李小平，朱从莹，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61