[发明专利]一种针对PSK信号的快速时频差联合估计方法

说明书

本发明属于电子对抗领域，具体涉及一种针对PSK信号的快速时频差联合估计算法。本发明的方案将传统算法中对时频差的二维搜索转化为两个一维估计，即先估计出频差，再估计出时差。在保持精确性的条件下，极大幅度地减小了计算量，提高了实时性。本发明可以快速准确地估计出移动目标相对接收站的时差和频差信息，方法简单，效果良好。

技术领域

本发明属于电子对抗领域，具体涉及一种针对PSK信号的快速时频差联合估计方法。

背景技术

在电子对抗中，针对移动目标进行时差估计时，因多普勒效应的存在，直接进行相关处理获得的估计结果是有偏的。因此，常用基于最大似然的互模糊函数法进行时频差的联合估计，该方法通过在时频二维平面上搜索，通过补偿其中一路数据再进行相关处理，然后搜索平面上的谱峰，找到其极值点对应的坐标即可估算出时频差。该方法虽然估计结果准确，但是需要在时频平面上的每一个点进行相关处理，计算量巨大，实时性较差。即使通过减小搜索范围，分块处理等方式减小计算量也没有改变二维搜索的本质。因此，本发明针对PSK信号的特性，首先提取出两路信号的频差，进行补偿后再进行时差估计，有效地将二维的时频搜索转换为两个一维的时差和频差估计，极大地减小了计算量，提高了运行速度。

发明内容

针对时频差联合估计中经典方法计算量过大的问题，本发明提出了一种针对PSK信号的快速时频差联合估计方法。

本发明采用的技术方案是：

针对PSK信号的快速时频差联合估计方法，包括以下步骤：

S1、首先获得针对移动目标的两路接收信号r₁(n)和r₂(n)，其长度为N：

其中，n＝0,1,…,N-1，s(n)为PSK调制信号,A_x和A_y为信号幅度衰减,D₁和D₂为目标和两个接收站之间的时差，和为目标和两个接收站之间的多普勒频差，z₁(n)和z₂(n)为高斯白噪声。

S2、接下来利用傅里叶级数进行频率的迭代估计，其中以r(n)泛指两路接收信号。

S21、令接收信号对应点数相乘获得R(n)：

R(n)＝r(n)⊙r(n)

其中⊙表示Hadamard乘积。

S22、对R(n)进行快速傅里叶变换并取其绝对值获得Y(n)：

Y(n)＝|FFT(R(n))|

S23、找到Y(n)的最大值所在位置其为频率估计的初始位置：

S24、设迭代次数为Q，频率残差为δ_i∈[-0.5,0.5]，i＝0,1,…Q，为估算δ_Q的值，令δ₀＝0，i从1到Q迭代计算DFT系数X_0.5和X_-0.5：

其中，δ_i＝δ_i-1+h(δ_i-1)，h(·)的定义为：

Re(·)表示为取信号实部，将S24中的式子进行Q次迭代后即可获得δ_Q的值。

S25、计算两路信号对应的频率值：

其中，f_s为信号采样率。