【技术实现步骤摘要】
一种适用于毫米波星间链路的载波频率同步方法
本专利技术属于星间通信系统领域，涉及接收端的载波频率同步问题，具体是一种适用于毫米波星间链路的载波频率同步方法。
技术介绍
毫米波通信系统的可用带宽较大，因此可以支持高速数据速率传输。然而，长距离大容量毫米波通信需要保证信号的精准捕获和解调。载波同步是接收机数字通信调制解调器中的关键技术之一。在星间通信网络中，星间链路是信息传输的重要通道。然而由于卫星之间高速相对运动，卫星的高速相对运动产生严重的多普勒频移，使得接收机信号中存在高动态范围的载波频率偏差，这种偏差相对于地面通信系统的载波偏差而言非常大，对数据的接收、解调以及判决都产生很大的影响，如果不能抵消这种偏差，将会给通信带来极大的影响。另外，由于卫星发射功率受限，星间链路的信噪比较低。当前应用于地面通信系统和星地通信系统的载波同步技术主要利用无线帧的已知序列提取相位差进行频偏估计，频偏的估计范围和估计精度不能同时保证。因此，如何在大频偏，低信噪比的星间通信中取得较好的载波同步性能成为研究的重要课题。专利...
【技术保护点】
1.一种适用于毫米波星间链路的载波频率同步方法，其特征在于，具体步骤如下：/n步骤一、构建若干颗卫星组成的毫米波星间链路通信场景，任意两颗卫星依靠星间链路传递信息；/n步骤二、针对当前发射卫星，高频无线帧经过毫米波星间链路到达另一卫星的接收端，接收端经过采样后，得到带有载波频偏的数字信号；/n具体过程如下：/n步骤201、在STK中根据建立星间链路的两颗卫星的相对距离，仰角和方位角的变化，计算星间链路在时刻t产生的多普勒频移f
【技术特征摘要】
1.一种适用于毫米波星间链路的载波频率同步方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一、构建若干颗卫星组成的毫米波星间链路通信场景，任意两颗卫星依靠星间链路传递信息；
步骤二、针对当前发射卫星，高频无线帧经过毫米波星间链路到达另一卫星的接收端，接收端经过采样后，得到带有载波频偏的数字信号；
具体过程如下：
步骤201、在STK中根据建立星间链路的两颗卫星的相对距离，仰角和方位角的变化，计算星间链路在时刻t产生的多普勒频移fd(t)；
多普勒频移计算公式如下：
fc为载波频率；Vd(t)是两颗卫星之间的相对速度；c是光速；
步骤202、计算由多普勒频移fd(t)引起的相位噪声；
相位噪声表示为：
θ(t)＝2π·Δf·t＝2π·fd(t)·t＝2π·(fd(0)+fa(t))·t
Δf是载波频率偏移，fd(0)是初始载波频率偏移，fa(t)是星间链路在时刻t产生的多普勒变化率；
步骤203、根据相位噪声，计算接收端接收到的单载波信号；
单载波信号计算公式如下：
s(t)是发送端的基带模拟信号；θ0是初始相位；w(t)是噪声复信号，实部和虚部都是均值为零，方差为的高斯白噪声；
步骤204、针对采样周期Ts，在t＝nTs(n＝0,1,2...)时刻对单载波信号r(t)进行采样，得到带有载波频偏的数字信号；
数字信号表示为：
其中，s[n]是采样后的基带数字信号，θ[n]是采样后的相位噪声信号，w[n]是采样后的噪声复信号；
步骤三、针对带有载波频偏的数字信号中的各帧，提取当前无线帧的STF序列rstf[n]，对序列rstf[n]用自相关和相邻点差分进行调制，得到当前无线帧的粗频偏估计值；
步骤四、使用卡尔曼滤波器对频偏估计值再次进行细估计并补充到当前无线帧，实现当前帧的载波频率同步；
针对当前第l帧，卡尔曼滤波器的输出f(l)为：
f(l)＝fpredict(l)+Kg(l)[fobserve(l)-...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔高峰，赵月，田丁，童建飞，王卫东，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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