一種基于譜相關(guān)的多用戶tddm-boc信號的偽碼速率估計方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于導(dǎo)航通信信號處理，具體為一種基于譜相關(guān)函數(shù)的多用戶Time Division Data Modulation-Binary Offset Carrier(TDDM-BOC)信號的偽碼速率盲估計問 題。
【背景技術(shù)】
[0002] Binary Offset Carrier(BOC)二進制偏移載波信號將原有的PSK(相位鍵控）調(diào) 制信號的功率譜位于中心頻率處的峰值搬移到中心頻率兩側(cè)，使得原來一個中心主峰變成 后來的位于兩側(cè)的兩個主峰，從而消除了共頻帶信號之間的干擾，正是由于BOC信號的這 種良好的頻譜分裂特性，使得BOC信號廣泛應(yīng)用于各國的導(dǎo)航系統(tǒng)中，如GPS，Galileo以 及我國的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)，同時為了進一步提高傳輸信號的抗干擾性和跟蹤精度，在BOC調(diào) 制技術(shù)基礎(chǔ)之上引入時分數(shù)據(jù)調(diào)制（Time Division Data Modulation, TDDM)方式，產(chǎn)生 TDDM-BOC調(diào)制信號，TDDM調(diào)制技術(shù)采用對導(dǎo)航電文"奇調(diào)偶不調(diào)"原則，這種使傳輸信號存 在無數(shù)據(jù)分量的調(diào)制方式具有很多優(yōu)點，如能使傳輸信號具有較好的抗干擾性和低截獲概 率，并且能夠更好地提高信號的跟蹤精度。隨著TDDM-BOC調(diào)制信號在導(dǎo)航系統(tǒng)中的逐漸應(yīng) 用，對其檢測技術(shù)的研究也更加深入。
[0003] 綜上所述，TDDM-BOC信號將會是未來導(dǎo)航通信甚至移動通信領(lǐng)域中非常重要的一 種調(diào)制信號，因此對TDDM-BOC信號的研究也越來越重要，TDDM-BOC信號的研究主要包括偽 碼速率，副載波速率，偽碼周期以及偽碼的提取，這些研究對于信號解調(diào)、信息安全、電子對 抗以及對信號進行捕獲和跟蹤都具有重要作用。
[0004] 目前針對TDDM-BOC信號的研究文獻比較少，且集中在TDDM-BOC信號的捕獲與跟 蹤上，針對該信號的盲估計問題研究很少；文獻"錢博.TDDM-BOC信號參數(shù)估計方法.信 息與控制，2011"利用平方倍頻法和自相關(guān)函數(shù)的多峰特性提出一種相關(guān)檢測算法，但該 方法中偽碼速率和副載波速率的估計受解調(diào)性能的影響，且各參數(shù)的估計存在傳遞誤差， 估計效果不明顯，尤其是在低信噪比情況下，估計性能很不理想，此外，該文獻只對單用戶 TDDM-BOC信號進行了研究，而針對多用戶TDDM-BOC信號的研究文獻非常少，因此本發(fā)明提 出基于譜相關(guān)的多用戶TDDM-BOC信號的偽碼速率估計方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的多用戶TDDM-BOC信號參數(shù)估計中傳遞誤差大，低信噪比 下估計性能差等缺陷，提出一種基于譜相關(guān)函數(shù)的方法，解決了多用戶TDDM-BOC信號參數(shù) 盲估計的難題。該方法能夠較精確的估計出多用戶TDDM-BOC信號的偽碼速率。本發(fā)明的 目的在于提供一種降低噪聲和精確估計的基于譜相關(guān)的多用戶TDDM-BOC信號的偽碼速率 估計方法，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種基于譜相關(guān)的多用戶TDDM-BOC信號的偽碼速率估 計方法，其包括以下步驟；
[0006] 101、接收機以采樣頻率fs對接收到的K個用戶的時分數(shù)據(jù)調(diào)制二進制偏移載波 TDDM-BOC信號進行采樣，并將采樣后的信號以一固定長度L進行分段，并分別計算每段信 號的譜相關(guān)函數(shù)，取絕對值；
[0007] 102、將譜相關(guān)函數(shù)進行累加并求取K個用戶的TDDM-BOC信號的平均譜相關(guān)函 數(shù)；
[0008] 103、提取平均譜相關(guān)函數(shù)頻譜頻率f = 0的切面；在切面上從循環(huán)頻率α = 〇的 正或負循環(huán)頻率范圍內(nèi)搜索靠近原點的最大主峰對應(yīng)的位置記Sn1，然后搜索緊鄰該主峰 的較大次峰的位置記為％，得兩峰之間的間隔Λη= |ηι-η2|，循環(huán)頻率分辨率Λ a = fs/L， 得偽碼速率的估計值為r。= Λ α · Λη，估計得到K個用戶的TDDM-BOC信號的偽碼速率。
[0009] 進一步的，步驟101中接收機接收到的K個用戶的TDDM-BOC信號表示為：
【主權(quán)項】
1. 一種基于譜相關(guān)的多用戶TDDM-BOC信號的偽碼速率估計方法，其特征在于，包括以 下步驟； 101、 接收機以采樣頻率fs對接收到的K個用戶的時分數(shù)據(jù)調(diào)制二進制偏移載波 TDDM-B0C信號進行采樣，并將采樣后的信號以一固定長度L進行分段，并分別計算每段信 號的譜相關(guān)函數(shù)，取絕對值； 102、 將譜相關(guān)函數(shù)進行累加并求取K個用戶的TDDM-B0C信號的平均譜相關(guān)函數(shù)； 103、 提取平均譜相關(guān)函數(shù)頻譜頻率f = 0的切面；在切面上從循環(huán)頻率a = 0的正或 負循環(huán)頻率范圍內(nèi)搜索靠近原點的最大主峰對應(yīng)的位置記為ni，然后搜索緊鄰該主峰的較 大次峰的位置記為n 2，得兩峰之間的間隔An= |ni-n2|，循環(huán)頻率分辨率A a =fs/L，得 偽碼速率的估計值為1"。= A a ? A n，估計得到K個用戶的TDDM-BOC信號的偽碼速率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于譜相關(guān)的多用戶TDDM-B0C信號的偽碼速率估 計方法，其特征在于，步驟101中接收機接收到的K個用戶的TDDM-B0C信號表示 為：
，其中Ak表示第k個用戶無多徑的 信道沖激響應(yīng)的路徑增益；表示第k個用戶的TDDM-B0C信號，代表第k個 用戶的傳輸時延，Tk相互獨立且在[0JJ上服從均勻分布，n(t)為均值為0方差 為〇 2的高斯白噪聲，TDDM-B0C信號模型可表示為：
其中SB⑴為基帶TDDM-B0C信號，&為載波頻率，％為載波初始相位，根據(jù)公式
a表示循環(huán)頻率，求出基帶TDDM-BOC 信號的循環(huán)自相關(guān)函數(shù)v表示sB的共軛，再根據(jù)公式& (/)=￡& (T 2n/T也 可得基帶TDDM-BOC信號的譜相關(guān)函數(shù)(/)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于譜相關(guān)的多用戶TDDM-B0C信號的偽碼速率估計方法，其 特征在于，步驟102中建立的平均譜函數(shù)為
其中，= (卞_l:it"心，Q#(f)是函數(shù)Q(f)的共軛；a表示循環(huán)頻率；f表示 頻譜頻率；fQ表示載波；m取整數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于譜相關(guān)的多用戶TDDM-B0C信號的偽碼速率估計方法，其 特征在于，提取平均譜相關(guān)函數(shù)頻譜頻率f = 0的切面，當(dāng)a = rn/T。時，
當(dāng)a = ±2&+111/%時，則有
L可 知在f= 〇的循環(huán)頻率切面中有4個最大主峰，其位置分別位于a=2&+1/%，24-1/1^，-24+1/%和-2€。-1/%處，同時有四個較大次峰（不一定是最大次峰）在〇=2€(|+1/ Tfl/Uf^-l/X+l/T^jfa+l/X-l/T。和-2f Q-l/Ts+l/T。處出現(xiàn)，搜索靠近原點的最大主峰 及緊鄰該主峰的較大次峰（不一定是最大次峰），求出它們對應(yīng)的循環(huán)頻率，最后根據(jù)這兩 個循環(huán)頻率間的間隔可以估計出多用戶TDDM-BOC信號的偽碼速率。
【專利摘要】本發(fā)明請求保護一種基于譜相關(guān)函數(shù)的多用戶TDDM-BOC信號的偽碼速率估計方法，屬于信號處理技術(shù)領(lǐng)域。通過求取多用戶TDDM-BOC信號的譜相關(guān)函數(shù)，然后提取頻譜頻率f＝0的循環(huán)頻率切面，從切面中可以搜索到4個最大主峰和緊鄰這些主峰的4個較大次峰(不一定是最大次峰)，根據(jù)這一特征可以對多用戶TDDM-BOC信號的偽碼速率進行估計。同時通過對多段信號的譜相關(guān)函數(shù)進行累加平均，可以實現(xiàn)降低噪聲和精確估計的目的。本方法可以在低信噪比下較準確地估計多用戶TDDM-BOC信號的偽碼速率，從而對該信號的后續(xù)處理以及細微特征分析具有重要意義。
【IPC分類】H04L25-02, H04L25-03
【公開號】CN104618278
【申請?zhí)枴緾N201510079424
【發(fā)明人】張?zhí)祢U, 周楊, 葉飛, 錢文瑞, 閆振華, 歐旭東
【申請人】重慶郵電大學(xué)
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年2月13日