一种无源互调信号时延、频率和相位估计装置与方法_2

文档序号:9551247阅读:来源:国知局
PM基带信号估计值'⑷和⑷,再计算基于⑷和⑷的新4路相关值,提 取新4路相关值的相应峰值,记为:!^、r2、r3、和r4;
[0036] 其中,步骤六中的对PIM基带信号估计值^," 和0_ (岣时延和频偏的补偿在 处理模块中的补偿延时和频偏中完成,补偿延时和频偏的输出为新的PM基带信号估计值t㈨和(6,,.,,,W·,4⑷和的新4路相关值的计算过程为:将步骤四中相关运 算的?⑷和4?,⑷用4㈨和⑷代替,再带入r" (m_τ)、rw (m-τ)、rI(j (m-τ)和 rQQ (m-τ)公式中进行计算得到4路相关值,提取新4路相关值的相应峰值1^、r2、r3、和r4, 将1^、r2、r3、和r4输入至处理模块中的计算相位;
[0037] 步骤七、计算
[0038]
[0039] 因此,的反正切值即为P頂信号相位~^
[0040] 其中,步骤七中^1的计算和反正切运算在处理模块的计算相位中进行,相位计 ;1 ~r/4 算结果从处理模块输出。
[0041] 有益效果
[0042] 本发明提出的一种无源互调信号时延、频率和相位估计装置与方法,基于无源互 调干扰信号的非线性特性,具有如下有益效果:
[0043] 1.可以简单、方便的利用软件进行无源互调信号的数字估计,架构灵活,集成度 尚;
[0044] 2.该方法计算复杂度低,资源代价小,易于实现;
[0045] 4.该方法性能稳定,系统适应性强,实时性好;
[0046] 5.仿真结果表明,该方法能准确估计无源互调信号;
[0047] 6、该方法在较高噪声的条件下仍具备良好的估计性能。
【附图说明】
[0048]图1是本发明及实施例中一种无源互调信号时延、频率和相位估计装置的结构示 意图;
[0049] 图2是本发明及实施例中无源互调信号时延、频率和相位估计方法的实现流程 图;
[0050] 图3是本发明及实施例3中的一种无源互调信号时延、频率和相位估计装置与方 法的时频二维搜索仿真结果;
[0051]其中,横坐标的X和y轴分别为频偏(FrequencyOffset)和时延(Delay),纵坐标 z轴为计算所得的R2 (m-τ,Δf)值;
[0052]图4是本发明实施例3中的一种无源互调信号时延、频率和相位估计装置与方法 的相位估计仿真结果;
[0053] 其中,X轴为相位偏移值,y轴为相位偏移的估计值。
【具体实施方式】
[0054] 为了更好地说明本发明方法的目的和优点,下面结合实施例中的附图,对本发明 实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实 施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明的保护范围。
[0055] 实施例1
[0056] 本实施例对本发明一种无源互调信号时延、频率和相位估计装置与方法的原理进 行阐述。
[0057] 图1是本发明及实施例中无源互调信号时延、频率和相位估计装置结构示意图, 图2是本发明及实施例中无源互调信号时延、频率和相位估计方法的实现流程图。本实施 例中给出了本发明在实际实现时的时延、频偏和相位估计方法,从图2可见,本实施例的一 种无源互调信号时延、频率和相位估计方法,其具体步骤为:
[0058] 1)对双载波调制信号分别进行正交下变频、低通滤波和采样,得到对应的I、Q两 路基带信号;
[0059] 2)根据数论理论,计算落入接收频带的P頂中心频率,并以此频率为本振频率对 包含PM的接收信号进行正交下变频和采样,得到I、Q两路基带信号;
[0060] 3)计算中心频率为《。的n阶P頂基带信号;
[0061] 4)将接收到的两路基带信号与计算的Ρ頂基带IQ信号分别相关累加得到4路相 关值;
[0062] 5)对4路相关值进行平方求和得R2,时频二维搜索峰值位置,得到时延和频偏;
[0063]6)补偿时延和频偏后重新计算相关值;
[0064] 7)计算相位。
[0065] 实施例2
[0066] 本实施例中一种无源互调信号时延、频率和相位估计装置中的双载波调制信 号Sjt)和S2(t)的中心频率或载波频率分别为ω1= 2 3Tf挪ω2= 2 3Tf2,其中,f1 = 2. 17GHz,f2= 2. 2GHz,信号带宽 1MHz,接收端频带为[2. 04GHz,2. 06GHz];
[0067] 在步骤二中计算得到的9阶P頂信号中心频率ωε= 2jtf。,fc=2. 05GHz,通过 与接收端频带范围边界2. 04GHz和2. 06GHz的大小进行比对和判断,可知已落入接收频带, JeL:?c=5〇 ^402^ =5^ =-4〇
[0068] 根据本发明说明书步骤中的公式(1),即:
[0069] V.?._-υ'-v
[0070] 以及公式⑵
[0071]
[0072]
的各分 量,具体过程为:
[0073] 首先,根据公式(1)计算出P頂的各分量信息,如下表1所示:
[0074] 表1据公式⑴算出的PIM各分量信息
[0075]
[0076]
[0077] 其中,pimi的下标廣示阶次序号;
[0078] 其次,再由上表1中的各阶次的P頂分量,通过下面两公式(6)和(7)计算得到 和βρ??Β *
[0079]
[0080]
[0081]其中,是和U&)的简写:
[0082] 再根据下述公式,即根据本发明说明书步骤中的公式(3),计算4路相关值: r" (m-τ)、rQI (m-τ)、rIQ (m-τ)和;rQQ (m-τ):
[0083]
[0084]
[0085]
[0086]
[0087]将4路相关值进行平方求和得到R2 (m-τ,Δf)。
[0088] 实施例3
[0089] 本实施例对本发明一种无源互调信号时延、频率和相位估计方法进行仿真,对 R2(m_T,Af)进行时频二维搜索,仿真结果如图3所示。其中,X轴为进行搜索的频率范围, y轴为延迟的采样点数,z轴为计算所得的R2 (m-τ,Δf)值。频偏搜索范围为±〇. 8MHz,搜 索步进80kHz。频偏设为160kHz,公式(3)中计算相关的采样点编号k的取值范围为[1, 20480]。可以看出R2(m_τ,Δf)值仅有在频率与时延都与接收的P頂信号匹配的情况下 出现一个较大的尖峰,证明的该算法的实用性。仿真在信噪比为OdB条件下进行,即P頂信 号与噪声功率相等。由图3可见,该方法在较高噪声的条件下仍具备良好的估计性能。
[0090] 对PIM基带信号估计值的时延和频偏进行补偿,得到新的P頂基带信号估计值,计 算新的4路相关值,提取相应峰值;t^、r2、r3、和;r4,计算
[0091]
[0092] 本实施例又进一步对本发明一种无源互调信号时延、频率和相位估计方法进行仿 真,针对不同的相位偏移利用上述算式进行相位估计,仿真结果如图4所示。图中X轴为相 位偏移值,y轴为相位偏移的估计值,其单位为η。可看出本发明提出的一种无源互调信号 时延、频率和相位估计装置与方法可以正确的估计出接收信号与本地载波的相位偏移。 [0093] 以上所述为本发明的较佳实施例而已,本发明不应该局限于该实施例和附图所公 开的内容。凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改,都落入本发明保护的范 围。
【主权项】
1. 本发明的一种无源互调信号时延、频率和相位估计装置与方法,其特征在于: 包括一种无源互调信号时延、频率和相位估计装置与一种无源互调信号时延、频率和 相位估计方法两部分; 其中,本发明的一种无源互调信号时延、频率和相位估计装置,包括信号源1、信号源 2、对应于相应信号源的功率放大器1、功率放大器2、合路器、无源被测件、低P頂接收带通 滤波器、低噪声放大器、正交下变频器1、正交下变频器2、正交下变频器3、低通滤波器1、低 通滤波器2、低通滤波器3、ADC1、ADC2、ADC3以及处理模块。2. 本发明的一种无源互调信号时延、频率和相位估计装置与方法,其特征在于: 权利要求1中所述的一种无源互调信号时延、频
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