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专利号: 2023100582745
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
专利领域: 电通信技术
更新日期:2025-04-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种通信导航一体化系统中的信号恢复方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:接收LEO转发的通导一体化信号,其中,所述信号是由网关地面站发射的通信信号和导航卫星发射的导航信号以两正交信道融合的通导一体化信号;

根据相干解调获取所述一体化信号中的导航部分,针对高斯背景噪声下的接收信号,利用导航扩频码的相关性,采取最大似然估计完成信号恢复;针对非高斯背景噪声下的接收信号,采取基于MCC的自适应滤波算法完成信号恢复。

2.根据权利要求1所述的一种通信导航一体化系统中的信号恢复方法,其特征在于:所述接收LEO转发的通导一体化信号是经过干扰处理后的信号其中,下标si表示卫星序号(i=1,2,3),u表示用户序号,b表示点波束序号,t为时刻;

是低轨卫星接收到的导航信号,C(t)是导航扩频码,D(t)是导航电文数据,fP为导航卫星发射载波频率, 为导航卫星的载波初始相位,其中,下标P为英文Position的首字母; 表示低轨卫星Si的点波束b到用户 的瞬时信道,l为路径序号,L为信号传输的路径总数, 表示低轨卫星Si的点波束b内第u个用户的信号传输过程中产生的多普勒频移;fs表示低轨卫星的转发载波频率,下标s表示低轨卫星Si; 表示不同低轨卫星转发的载波初始相位,n(t)为背景噪声。

3.根据权利要求2所述的一种通信导航一体化系统中的信号恢复方法,其特征在于:所述根据相干解调获取所述一体化信号中的导航部分,针对高斯背景噪声下的接收信号,利用导航扩频码的相关性,采取最大似然估计完成信号恢复;针对非高斯背景噪声下的接收信号,采取基于MCC的自适应滤波算法完成信号恢复,具体为:在高斯背景噪声下,对接收到的卫星信号进行多普勒补偿后送入各个通道,利用载波频率进行分离;设忽略导航电文数据D(t)的影响,输入到每个单通道中待处理的导航数据的基带信号形式表述为:其中 是导航信号在传输过程中所引起的衰减幅度、时延和相位,上标l表示路径标号,n(t)为高斯背景噪声;基于输入信号 构建似然函数,设为待估计信号, 分别是的估计;则构建的似然函数表示为:

对上式分别对 求偏导并令其等于0,化简后,得到

的估计结果;

在非高斯背景噪声下,通过多普勒补偿和通道处理后,采用一阶马尔可夫模型来描述多径信号的动态特性, 表示每个路径信号在t时刻是否存在;设直达信号始终存在,那么经过离散化处理后描述第n个采样时刻接收到的信号模型为:其中, 和 表示

第n个采样时刻直达信号和第l条路径信号的复合振幅,η(n)为非高斯背景噪声;在第n个采n样时刻的路径数是 上标 表示采样时刻;在自适应滤波过程中,是 的估计,对应滤波器的抽头系数 其中

k

上标表示滤波器的抽头序号;记 为第n个采样

K T

时刻的权重矢量,表示滤波器阶数,表示对矩阵求转置;估计出 后,通过计算中非零元素的个数以及非零元素对应的延迟,就得到路径数目和各条路径对应时延;通过上述滤波器,与期望信号 对应的估计结果为:其中, 表示直达信号延迟 的估计,k表示第k个延迟单位,τd代表最小延迟单位;对于采用RLS自适应滤波算法来实现非高斯噪声下的多径估计,将RLS中的代价函数用MCC来代替;根据Parzen窗口技术,带有遗忘因子的相关熵表示为其中,X和Y为两随机变量,M是Parzen窗口大小,kσ表示核宽度为σ的核函数,γ∈(0,1]是遗忘因子,表示更强调对离M时刻越近的误差加越大的权重,遗忘越小,对离M时刻越远的误差加比越小的权重,遗忘越大;xi,yi分别为X和Y的样本,下标i为样本序号;使用第m时刻瞬时滤波器抽头权重 来代替 则第m时刻的代价函数表示为:

最优权重 通过最大化代价函数 来计算: