[发明专利]频率估计方法及定位接收机

摘要

本发明实施例提供了用于定位接收机的频率估计方法及定位接收机。其中，该方法可以包括：接收TC‑OFDM信号，该TC‑OFDM信号包括载波频率；对TC‑OFDM信号进行处理，得到初始残留载波频率；以初始残留载波频率为中心，进行频域间隔划分，得到多个候选频率样本；选取M个候选频率样本；基于TC‑OFDM信号的载波频率和M个候选频率样本，通过快速正交搜索方法，确定M个候选频率样本的权值；然后，确定频率误差以及满足频率误差最小的情况下候选频率样本的数量；基于该数量的候选频率样本及其权值，计算待估计频率。通过本发明实施例解决了如何在确保高精度地估计频率的同时缩短处理时间的技术问题，提高了捕获效率，降低了硬件资源消耗。

主权项

1.一种用于定位接收机的频率估计方法，其特征在于，所述方法包括：接收基于时间的码分多址‑正交频分复用TC‑OFDM信号，其中，所述TC‑OFDM信号包括载波频率；对所述TC‑OFDM信号进行处理，得到初始残留载波频率；以所述初始残留载波频率为中心，进行频域间隔划分，得到多个候选频率样本；从所述多个候选频率样本中选取M个候选频率样本；其中，所述M取正整数；基于所述TC‑OFDM信号的载波频率和所述M个候选频率样本，通过快速正交搜索方法，进行递归计算，确定所述M个候选频率样本的权值；根据所述TC‑OFDM信号的载波频率和所述M个候选频率样本，确定所述TC‑OFDM信号的载波频率与待估计频率之间的频率误差；根据所述TC‑OFDM信号的载波频率和所述M个候选频率样本，确定满足所述频率误差最小的情况下候选频率样本的数量；基于所述数量的所述候选频率样本及其权值，计算所述待估计频率；所述对所述TC‑OFDM信号进行处理，得到初始残留载波频率，具体包括：对所述TC‑OFDM信号进行滤波，得到数字零中频信号；对所述数字零中频信号进行粗捕获处理，得到粗码相位；利用所述粗码相位，对所述数字零中频信号进行长码剥离处理，得到射频数据；对所述射频数据进行快速傅里叶变换处理，得到初始残留载波频率；所述以所述初始残留载波频率为中心，进行频域间隔划分，得到多个候选频率样本，具体包括：根据下式计算频率分辨率：FFT_resolution＝f_s/N_FFT其中，FFT_resolution表示FFT分辨率；f_s表示采样频率；N_FFT表示进行快速傅里叶运算时所述TC‑OFDM信号的数量；根据所述FFT分辨率，确定FFT点间隔；以所述初始残留载波频率为中心，进行频域间隔划分，确定所述候选频率样本的频率：其中，f_m表示候选频率样本的频率；f_init表示初始残留载波频率；Δf表示候选频率样本频率间隔；f_d表示所述FFT点间隔；m＝0,…,M‑1；M表示候选频率样本的数量；基于所述候选频率样本的频率，根据下式确定候选频率样本：其中，P_2m(n)、P_2m+1(n)分别表示所述候选频率样本中的偶数样本、奇数样本；n表示时隙；所述基于所述TC‑OFDM信号的载波频率和所述M个候选频率样本，通过快速正交搜索方法，进行递归计算，确定所述M个候选频率样本的权值，具体包括：对所述M个候选频率样本进行格拉姆施密特正交化处理，得到正交频率序列；基于候选频率样本和正交频率序列，按照下式计算正交系数：其中，m'取1,......,M；P_m'(n)表示项数为m'的候选频率样本；表示P_m'(n)与P_r(n)相乘再求平均，其中P_r(n)表示项数为r的候选频率样本；w_r(n)表示正交频率序列；表示对w_r(n)求取均方差；α_m'r表示正交系数；基于候选频率样本和正交频率序列构建以下关系式：其中，r取1,......,m，w_m'(n)与w_r(n)表示m'、r项的正交频率，下角标m'、r表示项数；α_ri表示正交系数，其与α_m'r表示相同的物理意义，下角标ri和m'r表示项数；基于TC‑OFDM信号的载波频率、候选频率样本、正交频率序列和正交系数，根据下式来递归计算正交频率序列的权值：其中，y(n)表示TC‑OFDM信号的载波频率；表示对y(n)求平均；m取0,......M；g_m表示正交频率序列的权值；基于正交系数和正交频率序列的权值，根据下式递归计算M个候选频率样本的权值：其中，i＝m+1,m+2,......M；m＝0,......M；g_i表示正交频率序列的权值，下角标i表示项数；a_m表示M个候选频率样本的权值；所述根据所述TC‑OFDM信号的载波频率和所述M个候选频率样本，确定满足所述频率误差最小的情况下候选频率样本的数量，具体包括：计算所述频率误差的均方误差；基于TC‑OFDM信号的载波频率、正交频率序列及其权值，按照下式来确定均方误差的减少量：其中，y(n)表示TC‑OFDM信号的载波频率；g_m表示正交频率序列的权值；w_m(m)表示正交频率序列；将所述减少量与减少量阈值进行比较；将满足所述减少量小于减少量阈值时所述减少量的项数，确定为所述满足所述频率误差最小的情况下候选频率样本的数量；所述基于所述数量的所述候选频率样本及其权值，计算所述待估计频率，具体包括：将所述数量的所述候选频率样本分别与其权值相乘；将各乘积进行求和，得到所述待估计频率。