基于平均模糊函数的BOC信号参数盲估计方法技术

本发明专利技术请求保护一种基于平均模糊函数的BOC信号的参数联合估计方法，属于信号处理技术领域。通过对BOC信号平均模糊函数处理以后，在载频，副载波码片速率，伪码速率和伪码周期等参数上表现出较强的信号分量，从该特征可以对BOC信号的载频，副载波速率，伪码速率和伪码周期进行联合估计。同时通过对多段信号的平均模糊函数进行累加平均，可以进一步提高该算法的处理增益。该算法计算量相对较小，估计精度较好，克服了谱相关方法非线性运算复杂的问题以及不能估计伪码周期的问题。本方法可以在低信噪比下较准确地估计BOC信号的多个参数，从而对该信号的后续处理以及细微特征分析（副载波类型识别，伪码序列估计）具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及导航通信信号处理，具体为一种基于平均模糊函数的二进制偏置载波 调制度inary-Offset-Carrier，B0C)信号的载频，副载波速率，伪码速率和伪码周期参数 盲估计问题。
技术介绍
[000引新一代卫星导航系统Galileo和GPSW及我国的北斗卫星中，广泛采用了B0CW及衍生型B0C信号技术。由于该技术可W使得系统有更好的捕获跟踪性能W及更高的定位 导航精度，因此受到各个导航大国的青睐。根据最新Galileo空间信号接口控制文档，10 种Galileo导航信号中就有8种采用了B0C信号或者衍生型的B0C信号。B0C信号将原来 PSK(相位键控信号）调制的信号的功率谱位于中必频率处的峰值搬移到中必频率两侧，原 来的一个中必主峰变成后来的位于两侧的两个主峰，从而消除了共频带信号之间的干扰。 B0C信号技术中涉及2个重要参数，一个是副载波速率，另外一个是伪码速率。B0C信号的 表示方式为B0C(η,m)，其中η表示副载波的频率是基准速率的η倍；m表示伪码速率是基 准速率的m倍。可W实际需要选择不同的η,m值，来获得不同波形和不同频谱的B0C信号。 通过对B0C信号的码跟踪精度和多经效应的性能分析，结果表明B0C信号的性能远高于PSK 调制信号。 综上所述，B0C信号将会是未来导航通信甚至移动通信领域中非常重要的一种调 制方式，因此对B0C信号的研究成为了非常重要的研究课题，对B0C信号的研究主要包括副 载波速率，伪码速率，伪码周期W及伪码的提取，送对于用于信号解调、信息安全、电子对抗 W及对信号进行捕获和跟踪都具有重要作用。 目前针对B0C信号的参数估计盲研究比较少。文献"钱博.TODM-B0C信号参数估 计方法.信息与控制，2011"利用平方倍频法和自相关函数的多峰特性，提出一种相关检测 算法，但该方法中伪码速率和副载波速率的估计受解调性能的影响，且各参数的估计存在 传递误差。文献"张天琪.基于谱相关的B0C信号参数估计.华中科技大学学报，2013"利 用了循环平稳信号的谱相关理论对B0C信号进行了研究，实现了该信号的参数估计，虽然 该方法的估计性能优异，但其计算量较大，不适合实际应用并且该方法未能估计信号的伪 码周期。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题，针对现有技术中对B0C信号参数估计中传递误差 大，计算量较大等缺陷，提出一种基于平均模糊函数的方法，解决了B0C信号参数盲估计的 难题。该方法能够同时估计B0C信号的载频，副载波速率，伪码速率和伪码周期多个参数， 并且克服了谱相关方法运算复杂W及不能同时估计伪码周期的问题。采用对平均模糊函数 频谱进行累加平均的方法，可W进一步提高处理增益。进而使得该方法能在较低信噪比下 对B0C信号的多个参数进行精确估计。 本专利技术解决上述技术问题的技术方案是；一种基于平均模糊函数的BOC信号估计 方法，其特征在于，将B0C信号分为一系列相同长度的信号段，每个信号段至少包含两个周 期的伪码；分别对每个信号段进行模糊函数处理；对获得的所有模糊函数进行累加平均获 得B0C信号的平均模糊函数；提取平均模糊函数延时τ= 0的切面，搜索该切面零频附近 的最大峰值，该最大峰值对应的频率即为估计的载频；提取平均模糊函数延时〇<τ<L 之间的切面，搜索该切面零频附近的最大峰值和次大峰值，最大峰值对应的频率为要估计 的副载波码片速率，次大峰值对应的频率为要估计的伪码速率；提取平均模糊函数频率为 两倍载频处的切面，搜索该切面中必轴右侧的最大峰值和次大峰值，求出两峰值之间的间 隔，该间隔即为所要估计的伪码周期。 所述建立的B0C信号的模糊函数为：，其中，Μ为B0C信号长度，η为自然数，j为虚数单位，t表 示采样时间，k表示延迟的码片数且k= 0, 1，. . .，M-1，屯，cU分别代表η,n+k时刻信息码， 伪码，副载波Η者的乘积，f表示频率且--<f<c?，L表示副载波码片宽度。当信息码， 伪码，副载波都是等概率的取值±1，并且它们之间相互独立时，所述平均模糊函数为：, 其 中，E表示求期望值，exp表示W自然常数e为底的指数函数，*表示该参数的共辆，Μ为信号长度，m,η为自然数， j为虚数单位，t表示采样时间，k表示延迟的码片数且k= 0, 1，. . .，Μ-1，屯，cU分别代表η,n+k时刻信息码，伪码，副载波Η者的乘积，《，式分别代表η,n+k时刻信息码，伪码，畐U 载波Η者乘积的共辆，f表示频率，L表示副载波码片宽度。当k= 0,0<τ<L，f=L 时，零频附近最大峰值的大小为对应的频 率即为要估计的副载波码片速率；当k= 0, 0 <τ<L，f= 1/T。= 1/2L时，零频附近次 大峰值的大小义，对应的频率 即为要估计的伪码速率，其中，Sa为辛格函数，Μ为信号长度，L表示副载波码片宽度，j为 虚数单位，f表示信号延时。 通过对B0C信号平均模糊函数处理，在载频，副载波码片速率，伪码速率和伪码周 期等参数上表现出较强的信号分量，从而可W对B0C信号的载频，副载波速率，伪码速率和 伪码周期同时进行估计。 本专利技术从时间-频域角度对B0C信号进行了分析，推导分析了B0C信号的平均模 糊函数，实现了载频，副载波速率，伪码速率和伪码周期联合估计。该方法计算量相对较小， 克服了谱相关方法运算复杂W及不能同时估计伪码周期的问题。同时为该信号的后续处理 W及细微特征分析（副载波类型识别，伪码序列估计）打下基础，具有广泛的应用前景。对 B0C信号的载频，副载波速率，伪码速率，伪码周期多个参数进行联合估计，从而对该信号的 后续处理W及细微特征分析（副载波类型识别，伪码序列估计）打下基础。并且通过对多 段信号的平均模糊函数进行累加平均，可W进一步提高该算法的处理增益。【附图说明】 图1本专利技术B0C信号参数估计方法法流程框图； 图2本专利技术载频估计的样本图； 图3本专利技术副载波速率及伪码速率估计的样本图； 图4本专利技术伪码周期估计的样本图； 图5本专利技术载频估计的性能图； 图6本发副载波速率估计的性能图； 图7本发伪码速率估计的性能图； 图8本发伪码周期估计的性能图。【具体实施方式】W下结合附图和具体实例对本专利技术的实施作进一步说明。 建立B0C信号模型为：（1 ) 其中， ，am为信息码，取值为± 1，T。为符号周期，JD、是持 '.I。 续时间为T。的矩形脉冲。bi是按周期L重复的伪码，Tb为伪码片宽 度，％是持续时间为Tb的矩形脉冲，为由正弦相位产生的方波副载波，其周期为2L， 伪码速率为R。= 1/Tb，副载波速率为Rs= 1/(2Ts)，N为调制阶数，可表示为N= 2Rs/R。，它 是一个伪码码元宽度内副载波的半周期个数，f。为载波频率。因此B0C基带信号可W表示 为：巧）[002引其中，d。为信息码，伪码，副载波立者的乘积，也可W表示为(3)其中，a"/(c表示信息码，Ci表示伪码与副载波的乘积，η/化表示整除，η%化表示 求余数，t为当前采样时间，L表示副载波码片宽度，是持续时间为Τ。的矩形脉冲。 对B0C信号的平均模糊函数进行分析，在特定延时和频率的时候，发现其平均模 糊函数在载频，副载波码片速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于平均模糊函数的BOC信号估计方法，其特征在于，将BOC信号分为一系列相同长度的信号段，每个信号段至少包含两个周期的伪码；分别对每个信号段进行模糊函数处理；对获得的所有模糊函数进行累加平均获得BOC信号的平均模糊函数；提取平均模糊函数延时τ＝0的切面，搜索该切面零频附近的最大峰值，该最大峰值对应的频率即为估计的载频；提取平均模糊函数延时0＜τ＜Ts之间的切面，搜索该切面零频附近的最大峰值和次大峰值，最大峰值对应的频率为要估计的副载波码片速率，次大峰值对应的频率为要估计的伪码速率；提取平均模糊函数频率为两倍载频处的切面，搜索该切面中心轴右侧的最大峰值和次大峰值，求出两峰值之间的间隔，该间隔即为所要估计的伪码周期。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张天骐，阳锐，张刚，刘瑜，吴旺军，李灿，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85