[发明专利]一种低信噪比高动态环境下载波同步的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低信噪比高动态环境下载波同步的方法，属于数字通信中的参数估计领域。

背景技术

对于卫星、导弹等高速运动载体之间的通信，即在高动态环境下，存在由载体高速运动产生的强烈多普勒效应。大多普勒效应导致载波不仅存在初始频偏，还存在频率一阶甚至更高阶变化率，这就给载波参数估计带来了严峻的挑战；特别是在某些传输功率受限或传输距离较远的低接收信噪比应用场合，这一问题则显得更为尖锐。

关于载波参数估计问题，目前的研究成果主要有对线性调频LFM(Linear Frequency Modulation)信号进行载波参数估计的研究，利用时频分析工具处理非线性调频NLFM(Non-Li near Frequency Modulation)信号参数估计问题。现有的研究成果只有极少涉及NLFM信号参数估计问题，更少有研究低信噪比高动态环境下NLFM信号参数估计问题的成果，且当前研究的低信噪比高动态环境下NLFM信号参数估计多数存在算法复杂度高，不易工程实现的问题。由于载波参数估计是实现载波同步的前提，因此在低信噪比高动态环境下载波的准确同步变得难以实现。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有载波参数估计技术不适用于低信噪比高动态环境、运算复杂度高的问题，提出一种适用于低信噪比高动态环境下载波同步的方法，该方法具有原理简单、所需运算量低等特点，且能够在低信噪比高动态环境中稳定工作。

实现本发明的技术方案如下：

一种低信噪比高动态环境下载波同步的方法，具体步骤为：

步骤一、在基带等效信号中，忽略由通信载体相对运动产生的载波附加相位函数中的频率二阶导数项，计算初始采样时刻所对应的频率估计值和调频率估计值将基带等效信号向后滑动Q点，计算采集第Q个采样点时刻所对应的频率估计值和调频率估计值

步骤二、利用步骤一获得的估计值计算频率二阶导数项

其中，T为采样周期；

步骤三、利用所得参数和实现载波同步。

进一步地，本发明所述步骤一的具体过程为：

步骤101、在基带等效信号r(n)中，忽略由通信载体相对运动产生的载波附加相位函数中的频率二阶导数项，然后截取基带等效信号r(n)的前L点；

步骤102、在调频率范围[-A，A]内，以步进Δ₀逐一对截取的前L点信号作调频率消去，得到信号r_m(n)；

rm(n)=r(n)exp(-j12·2π·m·Δ0·(nT)2)m=0,±1,...,±M,n=0,1,2,...,L-1]]>

其中，round表示四舍五入取整运算；

步骤103、对信号r_m(n)作L点傅里叶FFT变换，得其幅频响应|R_m(k)|；