本发明专利技术涉及一种载波频偏估计方法及装置，方法包括以下步骤：a、获取符号及时间同步信息，并根据符号及时间同步信息进行自相关运算；b、对载波频偏进行粗估计；c、生成粗载波频偏补偿后的自相关运算结果；d、对载波频偏进行精估计；e、结合粗估计和精估计的结果对载波频偏进行估计。本发明专利技术可以解决现有算法难以兼顾载波频偏估计精度和估计范围的问题。载波频偏估计精度和估计范围的问题。载波频偏估计精度和估计范围的问题。
【技术实现步骤摘要】
载波频偏估计方法及装置
[0001]本专利技术涉及一种载波频偏估计方法及装置。
技术介绍
[0002]针对不同的信号类型，载波频偏估计算法可分为闭环同步算法和开环同步算法。对于连续信号(如GNSS信号)，通常采用闭环同步算法；对于短时突发信号，如新型卫星授时与定位服务(Satellites Time and Location，STL)，传统的闭环跟踪算法则不再适用，需采用开环同步算法。开环载波同步算法根据是否使用训练序列可分为数据辅助式载波同步算法和非数据辅助式载波同步算法，而根据去除数据调制方式的不同，又可分为数据辅助算法、判决引导算法以及非数据辅助算法。现有的开环载波同步算法，如M&M算法、Kay算法、Fitz算法等，均无法兼顾载波频偏估计精度和估计范围，因此难以满足低轨卫星，多普勒范围大，变化快的应用场景。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于提供一种载波频偏估计方法及装置。
[0004]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种载波频偏估计方法及装置，方法包括以下步骤：
[0005]a、获取符号及时间同步信息，并根据符号及时间同步信息进行自相关运算；
[0006]b、对载波频偏进行粗估计；
[0007]c、生成粗载波频偏补偿后的自相关运算结果；
[0008]d、对载波频偏进行精估计；
[0009]e、结合粗估计和精估计的结果对载波频偏进行估计。
[0010]根据本专利技术的一个方面，在所述步骤(a)中，获取符号y
i
及时间同步信息，并对符号y
i
进行去调制，生成去调制后的符号根据去调制后的符号生成自相关运算结果
[0011]其中，i表示第i个符号，N为进行自相关运算采用的符号数，k为整数，满足1≤k≤N
‑
1，M为调制阶数。
[0012]符号及时间同步信息，具体可按如下方式获取：
[0013]首先，接收机天线接收的信号经过射频前端处理输出数字中频信号；然后，对数字中频信号进行下变频，生成数字基带信号；最后，对数字基带信号进行时间同步，生成符号及时间同步信息。
[0014]根据本专利技术的一个方面，在所述步骤(b)中，根据自相关运算结果R
M
(k)计算k＝1时的自相关运算结果R
M
(1)及其辐角θ1＝arg[R
M
(1)]，生成载波频偏粗估计值
[0015]其中，T
s
为符号时间长度。
[0016]根据本专利技术的一个方面，在所述步骤(c)中，根据载波频偏粗估计值生成粗载波频偏修正量Δ，并生成粗载波频偏补偿后的自相关运算结果
[0017]根据本专利技术的一个方面，在所述步骤(d)中，根据粗载波频偏补偿后的自相关运算结果生成自相关运算结果和并计算K＝L时的自相关运算结果和R
sum
(L)及其辐角θ
L
＝arg[R
sum
(L)]，生成载波频偏精估计值
[0018]其中，K＝1,2,
…
,N，L为1到N之间预设的一个固定值。
[0019]通常设置L＝N/2，此时载波频偏估计精度最高。
[0020]根据本专利技术的一个方面，在所述步骤(e)中，根据载波频偏粗估计值和载波频偏精估计值生成载波频偏估计值
[0021]载波频偏估计装置，包括：
[0022]符号获取模块，用于获取符号y
i
；
[0023]自相关运算模块，用于根据符号y
i
生成自相关运算结果R
M
(k)；
[0024]载波频偏粗估计模块，用于根据自相关运算结果R
M
(k)生成载波频偏粗估计值
[0025]频偏补偿自相关运算模块，用于根据自相关运算结果R
M
(k)和载波频偏粗估计值生成粗载波频偏补偿后的自相关运算结果
[0026]载波频偏精估计模块，用于根据粗载波频偏补偿后的自相关运算结果生成载波频偏精估计值
[0027]载波频偏计算模块，用于根据载波频偏粗估计值和载波频偏精估计值生成载波频偏估计值
[0028]根据本专利技术的一个方面，所述自相关运算模块包括：
[0029]去调制模块，用于对符号y
i
进行去调制，生成去调制后的符号其中，M为调制阶数；
[0030]自相关运算结果生成模块，用于根据去调制后的符号生成自相关运算结果
[0031]根据本专利技术的一个方面，所述载波频偏粗估计模块包括：
[0032]R
M
(1)计算模块，用于计算k＝1时的自相关运算结果R
M
(1)；
[0033]R
M
(1)辐角计算模块，用于计算自相关运算结果R
M
(1)的辐角θ1＝arg[R
M
(1)]；
[0034]载波频偏粗估计值计算模块，用于根据辐角θ1生成载波频偏粗估计值
其中，T
s
为符号时间长度。
[0035]根据本专利技术的一个方面，所述频偏补偿自相关运算模块包括：
[0036]粗载波频偏修正量计算模块，用于根据载波频偏粗估计值生成粗载波频偏修正量Δ；
[0037]自相关运算结果补偿模块，用于根据自相关运算结果R
M
(k)和粗载波频偏修正量Δ生成粗载波频偏补偿后的自相关运算结果
[0038]所述载波频偏精估计模块包括：
[0039]R
sum
(K)生成模块，用于根据粗载波频偏补偿后的自相关运算结果生成自相关运算结果和
[0040]R
sum
(L)计算模块，用于计算K＝L时的自相关运算结果和R
sum
(L)；
[0041]R
sum
(L)辐角计算模块，用于计算自相关运算结果和R
sum
(L)的辐角θ
L
＝arg[R
sum
(L)]；
[0042]载波频偏精估计值计算模块，用于根据辐角θ
L
生成载波频偏精估计值
[0043]根据本专利技术的构思，针对现有载波频偏估计方法估计范围小的问题，结合低轨卫星短时突发信号特征，提出一种载波频偏估计方案，通过将粗频偏估计与精频偏估计相结合，在几乎不影响载波频偏估计精度的同时，有效提高载波频偏估计范围，并且直接对自相关运算结果R
M
(k)进行粗载波频偏补偿，从而有效降低处理复杂度，以解决现有算法难以兼顾载波频偏估计精度和估计范围的问题。
附图说明
[0044]图1示意性表示本专利技术的一种实施方式的载波频偏估计方法的流程图；
[0045]图2示意性表示本专利技术的一种实施方式的载波频偏估计装置的原理框图；
[0046]图3示意性表示本专利技术的一种实施方式本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种载波频偏估计方法，包括以下步骤：a、获取符号及时间同步信息，并根据符号及时间同步信息进行自相关运算；b、对载波频偏进行粗估计；c、生成粗载波频偏补偿后的自相关运算结果；d、对载波频偏进行精估计；e、结合粗估计和精估计的结果对载波频偏进行估计。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤(a)中，获取符号y
i
及时间同步信息，并对符号y
i
进行去调制，生成去调制后的符号根据去调制后的符号生成自相关运算结果其中，i表示第i个符号，N为进行自相关运算采用的符号数，k为整数，满足1≤k≤N
‑
1，M为调制阶数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤(b)中，根据自相关运算结果R
M
(k)计算k＝1时的自相关运算结果R
M
(1)及其辐角θ1＝arg[R
M
(1)]，生成载波频偏粗估计值其中，T
s
为符号时间长度。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤(c)中，根据载波频偏粗估计值生成粗载波频偏修正量Δ，并生成粗载波频偏补偿后的自相关运算结果5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤(d)中，根据粗载波频偏补偿后的自相关运算结果生成自相关运算结果和并计算K＝L时的自相关运算结果和R
sum
(L)及其辐角θ
L
＝arg[R
sum
(L)]，生成载波频偏精估计值其中，K＝1，2，
…
，N，L为1到N之间预设的一个固定值。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤(e)中，根据载波频偏粗估计值和载波频偏精估计值生成载波频偏估计值7.一种用于实施权利要求1
‑
6中任一项所述的载波频偏估计方法的装置，其特征在于，包括：符号获取模块，用于获取符号y
i
；自相关运算模块，用于根据符号y
i
生成自相关运算结果R
M
(k)；载波频偏粗估计模块，用于根据自相关运算结果R
M
【专利技术属性】
技术研发人员：陈耀辉，董启甲，王盾，徐振兴，刘坤，张爽娜，薛伟罗晨，
申请(专利权)人：航天恒星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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