[发明专利]一种时延与多普勒频移联合估计方法

说明书

技术领域

本发明属于无线电信号参数估计技术领域，涉及到时延和多普勒频移联合估计的方法，特别涉及一种使用Sigmoid变换循环模糊函数的时延与多普勒频移联合估计的方法。

背景技术

卫星干扰源定位或雷达定位中，通常会将目标和接收机之间的相对运动所带来的时延变化等效为多普勒频移，这就涉及到时延和多普勒频移的联合估计问题。由于是两个参数同时估计，估计方法更易受到噪声或干扰的影响，特别是在信号同时受到脉冲噪声影响和同频干扰的情况下，很多经典的方法都会失效，如：基于二阶统计量的模糊函数和循环模糊函数可以在高斯噪声下正常工作，但不能抵抗脉冲性噪声；基于分数低阶统计量的分数低阶模糊函数可以抵御脉冲性噪声，但不能抵御同频干扰的影响；而能对脉冲噪声和同频干扰同时抵御的分数低阶循环模糊函数和广义分数低阶循环模糊函数也有其固有的缺点：其分数低阶的阶数需要噪声的先验知识，否则阶数的不当选择会影响方法的估计效果，另外，分数低阶统计量在脉冲性较强时，对脉冲噪声抑制能力不足，峰值不明显，可能导致估计错误。故本发明提出一种Sigmoid变换循环相关，在Sigmoid循环相关的基础上，应用Sigmoid变换循环模糊函数在脉冲噪声和同频干扰共存条件下进行时延和多普勒频移的联合估计。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种韧性的时延与多普勒频移的联合估计方法，该方法采用Sigmoid变换对噪声中的脉冲性进行抑制，采用循环频率对同载频信号进行区分以去除同频干扰，提出利用Sigmoid循环模糊函数进行时延和多普勒频移的联合估计方法。

本发明的技术方案为：

一种时延与多普勒频移联合估计的方法，主要包括以下步骤：

第一步，分别获得两路采集信号，其中一路是参考信号，另一路信号为包含待估计时延和多普勒频移的待测信号；

第二步，计算Sigmoid模糊函数

2.1利用Sigmoid循环自相关公式计算参考信号的Sigmoid循环自相关；

2.2利用Sigmoid循环互相关公式计算参考信号与待测信号之间的Sigmoid循环互相关。

2.3利用参考信号的Sigmoid循环自相关和参考信号与待测信号的Sigmoid循环互相关，计算获得Sigmoid循环模糊函数。

第三步，参数估计，通过2.3结果中Sigmoid循环模糊函数计算其绝对值，搜索使其绝对值取最大值所对应的时延值和多普勒频移值，即为所求的估计值。

本方法能够在脉冲噪声和同频干扰同时存在的条件下正确估计，且抗脉冲噪声能力较强，满足实际需求。

附图说明

图1是本发明的算法流程图；

图2是本发明中Sigmoid循环模糊函数以BPSK信号为例的三维图；

图3是本发明中Sigmoid循环模糊函数在频率等于真实频移时的时间轴截面；

图4是本发明中Sigmoid循环模糊函数在时延等于真实时延时的频率轴截面。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案及其优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述，整体算法流程图如图1所示，本发明中Sigmoid循环模糊函数以BPSK信号为例的三维图如图2所示，本发明中Sigmoid循环模糊函数在频率等于真实频移时的时间轴截面如图3所示；本发明中Sigmoid循环模糊函数在时延等于真实时延时的频率轴截面如图4所示。

第一步，采集两路信号；

按公式(1)采集参考信号；按公式(2)采集包含待估计时延和多普勒频移的待测信号；

x(t)＝s(t)+w₁(t)+s_i(t)(1)

其中，x(t)为接收到的参考信号，s(t)为感兴趣的循环平稳信号；s_i(t)为和s(t)相同载频的干扰信号；y(t)为待测信号；D为待估计的时间延迟；f_d为待估计多普勒频移；w₁(t)和w₂(t)是加性噪声，设加性噪声为服从位置参数a＝0、对称参数β＝0的Alpha稳定分布噪声；其中加性噪声项和干扰项为极恶劣环境(脉冲噪声与同频干扰并存)下的模型，若噪声为高斯分布或无干扰项，不影响估计步骤及估计结果。

第二步，计算Sigmoid循环模糊函数