[发明专利]反馈控制的粒子滤波超宽带脉冲定时跟踪器

摘要

本发明将数字锁相环技术与粒子滤波技术相结合，提出了一种反馈控制的粒子滤波定时跟踪方案。它结合数字锁相环将定时偏差建模为随机游动，利用贝叶斯预测技术来确定随机游动的参数，由此建立数字滤波器的状态空间模型，最终利用数字滤波器的输出信号来控制数字时钟的周期，从而扩大了定时偏差捕获范围、提高了定时精度和定时稳定性、且在低信噪比下不失锁。另外本发明由于采用粒子滤波算法，所以可以工作在有色噪声环境下，拓宽了适用范围。

主权项

1.一种反馈控制的粒子滤波超宽带脉冲定时跟踪器，其特征在于，它包括如下步骤：步骤一，对接收机的输入信号y(t)和本地参考信号进行积分，得到积分输出信号e_k＝g(ε_k)+n_k，其中输入信号y(t)＝∑_kq(t-kΩ-ξ(t))+n(t)，n(t)表示均值为零方差为的高斯白噪声，ξ(t)表示受发送端和接收端抖动影响的时间延迟，Ω表示发射机脉冲重复周期，q(t)表示具有单位能量的接收脉冲波形；本地参考信号中表示本地参考波形的延迟相关时间；积分输出信号中，g(ε_k)表示含有时间延迟的接收脉冲波形经过积分后的输出信号，n_k表示高斯白噪声经过积分后的输出信号，且ε_k表示定时偏差；步骤二，将积分输出信号e_k送入数字滤波器，在数字滤波器中采用粒子滤波技术建立状态空间模型，将定时偏差ε_k建模为随机游动模型ε_k＝ε_k-1+w_k，其中w_k为均值为零方差为的高斯驱动噪声；步骤三，积分输出信号e_k在数字滤波器中，利用粒子滤波算法得到估计值对估计值进行变化得到信号c_k以控制数字时钟的周期T_k+1，T_k+1为第k+1个参考波形和第k个参考波形的延迟时间间隔即：T_k+1＝t_k+1-t_k＝T-c_k，其中T为接收机的脉冲重复周期，发射机的脉冲重复周期Ω和接收机的脉冲重复周期T存在固定偏差θ＝Ω-T。