CN109581438A - 一种估计载噪比的方法、载噪比估计装置、终端以及计算机可读介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种估计载噪比的方法，包括步骤：(1)根据GNSS接收机跟踪环路的GNSS数据，经处理得到同相支路相干积分信号IP(n)和正交支路相干积分信号QP(n)，n为时刻；(2)计算窄带功率和宽带功率： 其中，Pnb(k)为窄带功率，Pwb(k)为宽带功率，为估算的数据位信息，M为累加的次数，k为次序；(3)计算K个时刻内的窄带功率与宽带功率比的平均值μP：其中，P(k)为窄带功率与宽带功率比，以及，(4)计算载噪比C/N0：其中，Tcoh为相干积分时间，n,k，M，K均为正整数。

Description

一种估计载噪比的方法、载噪比估计装置、终端以及计算机可 读介质
技术领域
本发明涉及GNSS技术领域，尤其是涉及一种估计载噪比的方法、载噪比估计装置、终端以及计算机可读介质。
背景技术
当下，GNSS领域越来越热门。实际工作中，在接收及处理GNSS信号过程中，至少存在以下的问题之一：电文数据位往往无法正确估计及剥离，窄带功率估算出现偏差，载噪比估计精度较低。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种估计载噪比的方法、载噪比估计装置、终端以及计算机可读介质。
一方面，本发明提供一种估计载噪比的方法，包括步骤：
(1)根据GNSS接收机跟踪环路的GNSS数据，经处理得到同相支路相干积分信号IP(n)和正交支路相干积分信号QP(n)，n为时刻；
(2)计算窄带功率和宽带功率：
其中，Pnb(k)为窄带功率，Pwb(k)为宽带功率，为估算的数据位信息，M为累加的次数，k为次序；
(3)计算K个时刻内的窄带功率与宽带功率比的平均值μP：
其中，P(k)为窄带功率与宽带功率比，
以及，
(4)计算载噪比C/N0：
其中，Tcoh为相干积分时间，n,k，M，K均为正整数。
进一步地，估算的数据位信息采用式b：(式b)，其中,A(n)为数据翻转判决值，采用式c：A(n)＝sign(IP(n)IP(n-1)+QP(n)QP(n-1))(式c)。
在另一方面，本发明实施例还提供一种载噪比估计装置，用于执行如上任一项的方法步骤，包括：
数据位剥离模块，包括：
第一延时器，接收并存储同相支路相干积分信号IP(n)；
第二延时器，接收并存储正交支路相干积分信号QP(n)；
第一乘法器，连接于第一延时器，用于将n时刻的同相支路相干积分信号IP(n)和n-1时刻的同相支路相干积分信号IP(n-1)进行相乘运算，并输出第一结果；
第二乘法器，连接于第二延时器，用于将n时刻的正交支路相干积分信号QP(n)和n-1时刻的正交支路相干积分信号QP(n-1)进行相乘运算，并输出第二结果；
加法器，连接于第一乘法器和第二乘法器，用于将第一结果和第二结果进行相加运算，并输出第三结果；
数据翻转判决模块，连接于加法器，用于对第三结果进行符号判决，并输出数据翻转判决值；以及
相连的第三乘法器和第三延时器，第三延时器用于存储第n-1时刻的估算的数据位信息，第三乘法器还连接于数据翻转判决模块以接收并存储数据翻转判决值，第三乘法器根据来自于第三延时器的第n-1时刻的估算的数据位信息以及数据翻转判决值，计算与输出第n时刻的估算的数据位信息估算的数据位信息；
载噪比估计装置还包括：载噪比估计模块，连接于数据位剥离模块；
其中，载噪比估计模块根据接收到的估算的数据位信息，按照式a计算窄带功率,载噪比估计模块根据窄带功率和宽带功率计算并输出载噪比估计值。
在另一方面，本发明实施例还提供一种终端，包括如上所述的载噪比估计装置。
在另一方面，本发明实施例还提供一种其上存储有可执行指令的计算机可读介质，当指令被一个或多个处理器执行时，使一个或多个处理器进行如上所述中任何一项的估计载噪比的方法。
本发明实施例至少可以达到以下的有益效果之一：
通过利用相邻时刻同相及正交支路相干积分结果，进行电文数据位翻转判别，其结果用于辅助窄带功率的估算，电文数据位翻转判别机制的引入，可有效降低窄带功率估算误差，进而提升载噪比测量精度。
附图说明
图1为本发明实施例的载噪比估计装置的结构示意图。
具体实施方式
研究人员发现：载噪比的精准估算技术是可靠PNT服务的一种保障。例如，在需可靠PNT应用中，弱信号由于观测量抖动及误差较大，在定位授时解算中需被赋予较低的权重或被剔除。而判断信号强弱的一个关键指标为载噪比估算值(载噪比估算测量值)，因而虚高的载噪比估算测量值将会影响PNT服务的可靠性。
载噪比的精准估计，对于PNT可靠性的保障具有较为重要的意义。常用的载噪比估计方法,对于调制导航电文的数据传输通道而言，若接收信号存在未知数据位翻转，致使窄带功率估计结果偏小，影响载噪比估计结果正确性，进而影响PNT的可靠性。
有鉴于此，本发明实施例提供一种估计载噪比的方法、载噪比估计装置、终端以及计算机可读介质。
在一方面，本发明提供一种估计载噪比的方法，包括步骤：
(1)根据GNSS接收机跟踪环路的GNSS数据，经处理得到同相支路相干积分信号IP(n)和正交支路相干积分信号QP(n)，n为时刻；
(2)计算窄带功率和宽带功率：
其中，Pnb(k)为窄带功率，Pwb(k)为宽带功率，为估算的数据位信息，M为累加的次数，k为次序；
(3)计算K个时刻内的窄带功率与宽带功率比的平均值μP：
其中，P(k)为窄带功率与宽带功率比，
以及，
(4)计算载噪比C/N0：
其中，Tcoh为相干积分时间，n,k，M，K均为正整数。
进一步地，估算的数据位信息可采用式b：(式b)，其中,A(n)为数据翻转判决值，可采用式c：A(n)＝sign(IP(n)IP(n-1)+QP(n)QP(n-1))(式c)。
在另一方面，如图1所示，本发明实施例还提供一种载噪比估计装置，用于执行如上的估计载噪比的方法步骤，包括：
数据位剥离模块，包括：
第一延时器Z1，接收并存储同相支路相干积分信号IP(n)；
第二延时器Z2，接收并存储正交支路相干积分信号QP(n)；
第一乘法器M1，连接于第一延时器Z1，用于将n时刻的同相支路相干积分信号IP(n)和n-1时刻的同相支路相干积分信号IP(n-1)进行相乘运算，并输出第一结果；
第二乘法器M2，连接于第二延时器Z2，用于将n时刻的正交支路相干积分信号QP(n)和n-1时刻的正交支路相干积分信号QP(n-1)进行相乘运算，并输出第二结果；
加法器A，连接于第一乘法器M1和第二乘法器M2，用于将第一结果和第二结果进行相加运算，并输出第三结果；
数据翻转判决模块sign，连接于加法器A，用于对第三结果进行符号判决，并输出数据翻转判决值；以及
相连的第三乘法器M3和第三延时器Z3，第三延时器Z3用于存储第n-1时刻的估算的数据位信息第三乘法器Z3还连接于数据翻转判决模块sign以接收并存储数据翻转判决值，第三乘法器M3根据来自于第三延时器Z3的第n-1时刻的估算的数据位信息以及数据翻转判决值，计算与输出第n时刻的估算的数据位信息估算的数据位信息
载噪比估计装置还包括：载噪比估计模块，连接于数据位剥离模块；
其中，载噪比估计模块按照式d计算宽带功率Pwb(k)，载噪比估计模块还根据接收到的估算的数据位信息按照式a计算窄带功率Pnb(k),载噪比估计模块再根据窄带功率Pnb(k)和宽带功率Pwb(k)按照式e和式f计算并输出载噪比C/N0(载噪比估计值)。
在另一方面，本发明实施例还提供一种终端(未图示)，包括如上所述的载噪比估计装置。
在另一方面，本发明实施例还提供一种其上存储有可执行指令的计算机可读介质(未图示)，当指令被一个或多个处理器执行时，使一个或多个处理器进行如上所述中任何一项的估计载噪比的方法。
本发明实施例至少可以达到以下的有益效果之一：
通过利用相邻时刻同相及正交支路相干积分结果，进行电文数据位翻转判别，其结果用于辅助窄带功率的估算，电文数据位翻转判别机制的引入，可有效降低窄带功率估算误差，进而提升载噪比测量精度。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过硬件来实施。基于这样的理解，本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分的方法。
在本发明实施例中，单元/模块/装置可以用软件实现，以便由各种类型的处理器执行。举例来说，一个标识的可执行代码模块可以包括计算机指令的一个或多个物理或者逻辑块，举例来说，其可以被构建为对象、过程或函数。尽管如此，所标识模块的可执行代码无需物理地位于一起，而是可以包括存储在不同位里上的不同的指令，当这些指令逻辑上结合在一起时，其构成单元/模块/装置并且实现该单元/模块/装置的规定目的。
在单元/模块/装置可以利用软件实现时，考虑到现有硬件工艺的水平，所以可以以软件实现的单元/模块/装置，在不考虑成本的情况下，本领域技术人员都可以搭建对应的硬件电路来实现对应的功能，硬件电路包括常规的超大规模集成(VLSI)电路或者门阵列以及诸如逻辑芯片、晶体管之类的现有半导体或者是其它分立的元件。模块还可以用可编程硬件设备，诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备等实现。
以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种估计载噪比的方法，包括步骤：
(1)根据GNSS接收机跟踪环路的GNSS数据，经处理得到同相支路相干积分信号IP(n)和正交支路相干积分信号QP(n)，n为时刻；
(2)计算窄带功率和宽带功率：
其中，Pnb(k)为窄带功率，Pwb(k)为宽带功率，为估算的数据位信息，M为累加的次数，k为次序；
(3)计算K个时刻内的窄带功率与宽带功率比的平均值μP：
其中，P(k)为窄带功率与宽带功率比，
以及，
(4)计算载噪比C/N0：
其中，Tcoh为相干积分时间，n,k，M,K均为正整数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述估算的数据位信息采用式b：
其中,A(n)为数据翻转判决值，采用式c：A(n)＝sign(IP(n)IP(n-1)+QP(n)QP(n-1))，(式c)。
3.一种载噪比估计装置，用于执行如权利要求1-2中任一项所述的方法步骤，包括：
数据位剥离模块，包括：
第一延时器，接收并存储同相支路相干积分信号IP(n)；
第二延时器，接收并存储正交支路相干积分信号QP(n)；
第一乘法器，连接于所述第一延时器，用于将n时刻的同相支路相干积分信号IP(n)和n-1时刻的同相支路相干积分信号IP(n-1)进行相乘运算，并输出第一结果；
第二乘法器，连接于所述第二延时器，用于将n时刻的正交支路相干积分信号QP(n)和n-1时刻的正交支路相干积分信号QP(n-1)进行相乘运算，并输出第二结果；
加法器，连接于所述第一乘法器和所述第二乘法器，用于将所述第一结果和第二结果进行相加运算，并输出第三结果；
数据翻转判决模块，连接于所述加法器，用于对所述第三结果进行符号判决，并输出所述数据翻转判决值；以及
相连的第三乘法器和第三延时器，所述第三延时器用于存储第n-1时刻的所述估算的数据位信息，第三乘法器还连接于所述数据翻转判决模块以接收并存储所述数据翻转判决值，所述第三乘法器根据来自于第三延时器的所述第n-1时刻的所述估算的数据位信息以及所述数据翻转判决值，计算与输出第n时刻的所述估算的数据位信息估算的数据位信息；
所述载噪比估计装置还包括：载噪比估计模块，连接于所述数据位剥离模块；
其中，所述载噪比估计模块根据接收到的所述估算的数据位信息，按照所述式a计算窄带功率,所述载噪比估计模块根据所述窄带功率和所述宽带功率计算并输出载噪比估计值。
4.一种终端，其特征在于，所述终端包括如权利要求3所述的载噪比估计装置。
5.一种其上存储有可执行指令的计算机可读介质，其特征在于，当所述指令被一个或多个处理器执行时，使所述一个或多个处理器进行权利要求1至2中任何一项所述的估计载噪比的方法。
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