[发明专利]基于宽带跳频系统的频偏估计与补偿方法

说明书

本发明提供了一种基于宽带跳频系统的频偏估计与补偿方法，将待发送的每个消息分成多个脉冲，且每个脉冲两端均增加由已知伪随机序列组成的同步帧头；将接收到的同步帧头前后两端分别与本地PN码复相关，得到频偏估计值；对不同频点频偏估计值先进行归一化处理，并利用信噪比估计信息作为加权值加权求和，得到较为准确的频偏估计值，再反归一化后，分别针对不同频点进行补偿，得到每个脉冲的相偏估计值；再次进行相偏补偿，最终恢复接收数据，进行相干解调。本发明能够在高速宽带跳频系统下估计和补偿频偏相偏，尤其在复杂电磁环境下有较好的性能。

技术领域

本发明涉及一种频偏相偏估计补偿方法.

背景技术

由于在高速移动平台之间通信，将产生较大的多普勒频移(移动平台最高时速可使接收信号所产生的最高多普勒频移达fd＝25KHz)，因此对频偏的估计范围要求较宽。

为提高抗干扰性能，收发两端使用跳频技术，且跳频带宽达到数百兆赫兹，这样，来自不同频点上的多普勒频移差异较明显，已不能将各频点的估计值统一处理，且在跳频系统中脉冲之间的相位已不再连续，因此，需用各脉冲内较少的导频序列进行相位估计。

在复杂电磁环境下，频偏相偏估计结果将受到干扰信号的影响，从而降低相干解调的性能，最终导致整个系统的接收性能下降。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种在高速宽带跳频系统下频偏相偏的估计和补偿技术，尤其在复杂电磁环境下具有较好的性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

(1)在发射端，将待发送的每个消息分成多个脉冲，且每个脉冲两端均增加由已知伪随机序列组成的同步帧头；

(2)在接收端，将接收到的同步帧头前后两端分别与相对应的本地PN码进行复相关运算，得到频偏相偏所产生的相位偏移θ_pre、θ_pos，并将其相减，得到频偏估计值其中，Δθ＝θ_pos-θ_pre，N为同步帧头长度；将每个频点所得到的频偏值Δf'_i根据对应的频点进行归一化处理，得到统一的频率偏移值

(3)利用各频点所对应的信噪比估计值作为加权系数，对各频点的频率偏移值进行加权平均，得到频偏估计平均值将所得到的频偏估计平均值再次反归一化处理，到各频点所对应的频偏并进行频偏补偿处理；在进行频偏补偿时，将接收数据与同步帧头一并补偿；

(4)频偏补偿后同步帧头前后两端的相位偏移θ′_pre和θ′_pos相等，将θ′_pre和θ′_pos以信噪比估计值作为加权系数加权求和，得到每个脉冲的相偏估计值再次进行相偏补偿，最终恢复接收数据，进行相干解调。

所述步骤(1)中脉冲数量大于10。

所述步骤(1)中同步帧头的长度不小于32，每个脉冲的同步帧头间隔时间保证接收端进行频偏估计时的频偏Δf'_i≥30KHz。

本发明的有益效果是：

由于本发明同步帧头设计灵活，可根据不同系统和应用环境所产生的最大多普勒频移修改帧头数据和传输数据的长度，有较强的系统适应性。

由于本发明提出对不同频点频偏估计值先进行归一化处理，并加权求和得到较为准确的频偏估计值，再反归一化后，分别针对不同频点进行补偿，因此适合于宽带跳频系统，且保证较高的估计性能。

由于本发明在进行加权合并时，利用信噪比估计信息作为加权值，确保参与加权的估计值的信息质量，因此在复杂电磁环境以及较强干扰下较传统方法有较大优势。

附图说明