[发明专利]基于开环捕获与闭环跟踪的高动态载波同步方法

摘要

本发明公开了基于开环捕获与闭环跟踪的高动态载波同步方法，解决现有高动态环境下通信双方载波同步难的问题。本发明的步骤包括：(1)数据初始化；(2)发送信息；(3)对接收信息进行分离；(4)对导频信息进行开环捕获；(5)更新数据信息；(6)对更新后的数据信息进行跟踪；(7)判断是否满足终止条件；(8)载波同步结束。本发明先利用开环捕获中的多普勒频偏的估计值公式和多普勒变化率的估计值公式，计算导频中的多普勒频偏的估计值和多普勒变化率的估计值，然后利用三阶锁相环中进行跟踪，可获得较好动态范围、同步精度和复杂度。

主权项

1.一种基于开环捕获与闭环跟踪的高动态载波同步方法，包括如下步骤：(1)数据初始化：将含有多普勒频偏及变化率载波中的导频长度设置为128比特，数据长度1000比特，最大跟踪次数10，多普勒频偏对应的收敛误差10^‑2，多普勒变化率对应的收敛误差10^‑5，高动态环境下的多普勒频偏范围在(‑10^‑4，10^‑4)和多普勒变化率范围在(‑0.25，0.25)；(2)发送信息：发射机发送含有高动态环境下的多普勒频偏范围在(‑10^‑4，10^‑4)和多普勒变化率范围在(‑0.25，0.25)的载波；(3)对接收信息进行分离：将接收端接收到的载波中前128位的数据，作为导频信息，将载波中前128位之后的1000位的数据，作为数据信息；(4)对导频信息进行开环捕获：(4a)将导频信息与发送机中本地导频信息共轭相乘，得到导频的去调制信息；(4b)利用多普勒频偏的估计值公式，计算导频中的多普勒频偏的估计值；所述多普勒频偏的估计值公式如下：第一步：按照下式，计算多普勒频偏的估计值公式中的估计系数：其中，α_N表示多普勒频偏的估计值公式中的估计系数，N表示含有多普勒频偏及变化率载波中的导频长度；第二步：按照下式，计算多普勒频偏的估计值公式中的多普勒频偏的估计值：其中，表示多普勒频偏的估计值公式中的多普勒频偏的估计值，T表示接收端接收到的载波的码元周期，∑表示求和操作，表示导频去调制信息中第k个相位值，k的取值范围为从1到N的正整数；(4c)利用多普勒变化率的估计值公式，计算导频中的多普勒变化率的估计值；所述的多普勒变化率的估计值公式如下：其中，表示多普勒变化率的估计值公式中的多普勒变化率的估计值，表示导频去调制信息中第i个相位值，i的取值范围为从1到N的正整数；(5)更新数据信息：用导频中的多普勒频偏和多普勒变化率的估计值，以复共轭的形式乘以接收信息分离的数据信息，得到含有剩余多普勒频偏和多普勒变化率的更新后的数据信息；(6)对更新后的数据信息进行跟踪：将更新后的数据信息，输入到含有C₁，C₂和C₃三个参数的三阶锁相环中，进行跟踪，得到新的多普勒频偏和多普勒变化率估计值；(7)判断当前的多普勒频偏和多普勒变化率估计值是否满足终止条件，若是，则执行步骤(8)，否则，执行步骤(6)；(8)将跟踪的结果作为载波同步的估计值，完成闭环跟踪过程。