一种新的宽带跳频信号时延估计方法及精度分析

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1、第26卷第9期信号处理Vo1．26．No．92010年9月SIGNALPROCESSINGSeo．2010一种新的宽带跳频信号时延估计方法及精度分析刘伟罗景青(1．西安通信学院，西安，710106；2．解放军电子工程学院，合肥，230037)摘要：随着跳频信号的广泛应用，对其时延估计也日趋重要，其难度也越来越大，但目前建立的模型一般为窄带模型，且估计精度受采样时间间隔的限制，针对此问题，本文研究了一种跳频信号的新时延估计方法。该方法充分利用跳频信号特征，提取参考频率点处的相位差，利用相位差与时延的关系估计跳频信号的时延。仿真实验表明该方法

2、的估计精度不直接受采样时间间隔的影响，可达到皮秒量级。该方法也适用于估计其它频域信息丰富的信号时延，且易于工程实现。关键词：时延估计；跳频信号；相位差中图分类号：TN911．7文献标识码：A文章编号：1003-0530(2010)09—1323—06ANewTimeDelayEstimateMethodofWide—bandFHSignalandPrecisionAnalysisLIUWeiLUOJing．qing(1．Xi’anCommunicationsInstitute，Xi’an，710106；2．ElectronicEngine

3、eringInstituteofPLA，Hefei，230037)Abstract：InpresenttimedelayestimationmethodsofFHsignal，theproblemslikethemodelsalenarrowbandmodelandtheprecisionisconfinedbythesamplingintervalalewidelyexist．Forthis，anewmethodwhichusedthephasediferenceinreferencefre-quenciesbasedonthechar

4、acteristicofFHsignalisproposedinthispaper．ItestimatesFHsignal’Stimedelaybytherelationbetweenphasediferenceandtimedelay．Accordingtotheresultofexperiments，thismethodisn’tconfinedbythesamplingdistancedirectlyandtheprecisioncanreachpeelseconds．Especially，itcanalsobeusedinothe

5、rsignalswhichhaveabundantinformationin~equencyandeasyimplementedinengineering．Keywords：timedelayestimate；FHsignal；phaseddiference法上的改进、基于信号建模或自适应“等方法，1引言这些方法在线性条件下可以得到很好的估计性能，但为了提高通信的安全性和隐蔽性，目前广泛使用这些方法要么不适于宽带信号及低信噪比条件，要于各种卫星通信系统、移动通信系统以及军用通信系么计算复杂，难以应用于实际。文献[8]提出了一种基统的跳频信

6、号正朝着工作带宽越来越宽，跳频频点数于循环互相关的时延估计方法，能够很好的处理具有越来越多的方向发展J，这种趋势使得目前各种信号周期平稳特性的信号，但是随着跳频信号的跳频频率处理方法在处理宽带跳频信号上越来越力不从心，特点越来越多，跳频周期越来越长，一般需要较长时问才别是针对宽带跳频信号的时延估计技术存在越来能体现这种周期平稳特性，通常在实验的时间范围内，越多的难题。而对跳频信号进行高精度时延估计，它不具有周期平稳特性，因此该方法不适用于这类宽不仅有利于确保通信的质量，更有利于对其进行测带跳频信号。目前针对宽带跳频信号的时延估计方法向、定

7、位跟踪以及干扰，因此跳频信号的高精度时研究相对较少。延估计在军事和民用上都具有重要的意义和广阔本文针对各种时延估计方法在宽带跳频信号中产的应用前景。生的问题，将制造问题的宽带、多跳频点转化为解决问时延估计方法由于其广泛的应用，一直是研究题的基础，提出了一种充分利用宽带跳频信号频域信的热点问题。目前时延估计主要采用基于传统估计方息的时延估计方法，并参考文献[9]的误差分析方收稿日期：2009年6月22日；修回日期：2009年12月11日1324信号处理第26卷法，从理论上分析了该方法的时延估计精度与信噪比则求得相位差原始数据以及数据量之间的

8、关系。仿真实验表明信噪比较高且数据批次较多时，该方法时延估计精度接近理论结∽=Arctan{)㈣果。其中m=1，⋯，表示数据总批次，：1，2，⋯，2宽带跳频信号时延估计方法M(m)，其中㈤’(