CN110417697A - 高动态微弱mpsk信号的精确测频方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种高动态微弱MPSK信号的精确测频方法，旨在提供一种能够适应高动态、微弱信号复杂场景的精确测频方法，本发明通过下述技术方案予以实现：粗测频模块直接对接收信号进行快速傅里叶变换、非相干积分、频谱平滑、频率粗解算得到载波多普勒频移粗略值；在精测频状态，多普勒预补偿模块采用上述载波多普勒频移粗略值对接收信号进行多普勒预补偿，变化率预补偿模块根据载波多普勒变化率细分值对采样数据进行变化率预补偿，多条测频处理支路并行处理分组平均模块输出的数据，频率精解算模块估测接收信号中调制符号的翻转位置，校正获得输出时刻接收信号的载波多普勒频移和载波多普勒变化率，完成高动态微弱MPSK信号的精确测频。

Description

高动态微弱MPSK信号的精确测频方法

技术领域

本发明属于无线通信领域，涉及一种高动态微弱多进制相移键控(MultiplePhase Shift Keying，MPSK)信号的精确测频方法。

技术背景

多进制相移键控(Multiple Phase Shift Keying，MPSK)信号是一类线性数字调制信号，是受键控的载波相位按基带脉冲而改变的一种数字调制方式，较为常见的有二进制相移键控(2Phase Shift Keying，2PSK)信号，即双相相移键控(Binary Phase ShiftKeying，BPSK)信号、四进制相移键控(4Phase Shift Keying，4PSK)信号，即正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keying，QPSK)信号、八进制相移键控(8Phase Shift Keying，8PSK)信号等，与同类数字调制信号相比，多进制相移键控(MPSK)信号能有效地利用有限的频带资源，抗加性高斯白噪声性能强，其功率及频谱利用率高，在航天测控、雷达探测，移动通信、卫星导航等技术领域中得到了广泛应用。

在无线通信系统中，飞机、导弹、卫星、航天器等目标常处于高速机动状态，目标与接收端之间存在径向相对高速运动，所接收到MPSK信号的载波频率会随时间发生剧烈变化，将产生极大的载波多普勒频移及其高阶变化率，最大载波多普勒频移可达数百kHz，最大载波多普勒变化率可达数十kHz/s，由此所接收到MPSK信号为高动态信号，接收系统需要具备更大的频率测量范围和更优的频率测量精度以适应高动态场景；其次，由于目标与接收端的距离十分遥远，并考虑到障碍遮挡、多径严重、信号干扰等复杂因素，MPSK信号的接收功率将受到各种信道损耗而严重衰减，一般完全淹没在各种强噪声中，则接收系统对MPSK信号的接收测量应满足低信噪比条件。因此，在高动态、微弱信号等复杂场景下，如何有效、精确、快速地测量MPSK信号的载波频率，成为无线通信系统的关键技术难题。

在实际应用中，MPSK信号的首要问题是载波频率估计，若载波频率测量不够精确，就会产生频率漂移，将直接影响着后续信号处理。目前常用的测频方法归纳起来主要有三类：一类是基于现代谱估计的方法，其缺点是复杂度高、运算量大、计算时间长；一类是基于相位差的方法，该方法只利用相位信息而未考虑频域信息，而且只适合于单频信号的测量，对信噪比要求较高；还有一类是基于插值拟合FFT变换的谱线细化法，该类方法的缺点是测频精度与拟合函数的逼近程度有很大的关系，而且解方程运算复杂，比如Kay提出的Rife法和其他学者提出的改进Rife(I-Rife)法，都采用最大谱线及其两边相邻谱线的细化来估测接收信号的载波频率，受噪声影响大，在微弱信号场景下频率误测现象严重。

MPSK信号的传统测频方法只实现了载波多普勒频移的测量，没有测量载波多普勒变化率，无法校正由于目标高速机动、处理时间延迟造成的频率偏移，测频数据实时性低，频率测量精度差，无法适应高动态场景；并且对采样数据直接进行非线性变换以实现载波恢复，非线性变换造成的平方损耗也较大，无法克服调制符号翻转带来的增益损失，不能满足微弱信号的测频需求。因此，传统测频方法既无法适应高动态、微弱信号等复杂场景，也不能满足实际接收系统的测频性能需求。

发明内容

本发明针对传统测频方法存在测频实时性低、测量精度差、无法适应高动态、微弱信号等复杂场景的技术缺陷，提供一种实时性好、测量误差小、估测准确度高、能够适应高动态、微弱信号等复杂场景的MPSK信号的精确测频方法，为后续信号处理提供高精度的载波多普勒频移、载波多普勒变化率测量值。

本发明的上述目的可以通过以下介绍方案予以实现，一种高动态微弱MPSK信号的精确测频方法，具有如下技术特征：针对高动态微弱MPSK信号，将测频流程划分为粗测频、精测频两个状态；在粗测频状态，粗测频模块直接顺次对接收信号进行快速傅里叶变换、非相干积分、频谱平滑、频率粗解算得到载波多普勒频移粗略值；在精测频状态，精测频模块中的多普勒预补偿模块采用上述载波多普勒频移粗略值对接收信号进行多普勒预补偿，滤波采样模块将采样数据存入至数据缓存模块中，变化率预补偿模块根据载波多普勒变化率细分值对采样数据进行变化率预补偿，分组平均模块对变化率预补偿后的数据进行分组平均，然后采用多条测频处理支路并行处理，每条测频处理支路对分组平均后的数据顺次进行非线性变换、快速傅里叶变换、非相干积分得到积分累加数据，频率精解算模块对所有积分累加数据采用比较搜索的方法得到积分峰值所在的轮次、组号和指数，结合精测频状态的数据采样时间和频率搜索时间，估测接收信号中调制符号的翻转位置，校正获得输出时刻接收信号的载波多普勒频移和载波多普勒变化率，完成高动态微弱MPSK信号的精确测频。

本发明相对于传统测频方法具有以下有益效果：

适应高动态场景。本发明在粗测频状态直接对接收信号进行积分累加；频谱平滑模块采用频谱重心法对粗测频状态的积分累加数据进行频谱平滑，提高粗测频状态的测量精度和检测门限；频率粗解算模块采用比较搜索的方法得到积分峰值所在的指数，粗解算得到载波多普勒频移粗略值。相比于传统测频方法，本发明极大地增加了载波频率测量范围，解决了高动态场景的测频技术问题，可适应高动态场景的测频性能需求。试验分析验证：本发明的载波多普勒频移测量范围可达±800.0kHz、载波多普勒变化率测量范围可达±50.0kHz/s。

适应信噪比低。本发明在粗测频状态，频谱平滑模块采用频谱重心法对粗测频状态的积分累加数据进行频谱平滑，提高了粗测频状态的检测门限；在精测频状态，分组平均模块采用分组平均算法，克服了调制符号翻转带来的增益损失，降低了非线性变换造成的平方损耗；同时每条测频处理支路对非线性变换后的数据进行积分累加，提高了精测频状态的积分处理增益。相比于传统测频方法，本发明具有更高的积分处理增益，突破了微弱信号的测频技术缺陷，可适应低信噪比的测频性能需求。试验分析验证：本发明在接收信号为BPSK信号、信噪比E_s/N₀≥-8.0dB时成功检测概率≥95.0％，在接收信号为QPSK信号、信噪比E_s/N₀≥-5.0dB时成功检测概率≥95.0％。

频率测量精度高。本发明在精测频状态，变化率预补偿模块根据载波多普勒变化率细分值对采样数据完成变化率预补偿；分组平均模块采用分组平均算法，减小了非线性变换前的数据采样频率；最后频率精解算模块结合精测频状态的数据采样时间和频率搜索时间，校正得到输出时刻接收信号的载波多普勒频移、载波多普勒变化率。相比于传统测频方法，本发明能实现载波多普勒频移、载波多普勒变化率的双重测量，进一步提高了载波频率的测量精度。经试验分析验证：在高动态、微弱信号等复杂场景下，本发明的载波多普勒频移测量误差≤±20Hz，载波多普勒变化率测量误差≤±20Hz/s。

调制符号翻转位置测量误差小。本发明在精测频状态，多条测频处理支路对分组平均后的数据进行并行处理，频率精解算模块根据积分峰值所在组号结合精测频状态的数据采样时间和频率搜索时间，估测接收信号中调制符号的翻转位置。相比于传统测频方法，本发明不仅具备了调制符号翻转位置的测量能力，而且调制符号翻转位置的测量误差较小。经试验分析验证：在高动态、微弱信号等复杂场景下，调制符号翻转位置估测误差≤±0.1调制符号。

附图说明

图1是本发明针对高动态微弱MPSK信号的精确测频原理流程图。

图2是图1中多普勒预补偿模块的多普勒预补偿原理示意图。

图3是图1中滤波采样模块的滤波采样原理示意图。

图4是图1中变化率预补偿模块的变化率预补偿原理示意图。

图5是图1中分组平均模块的分组平均原理示意图。

图6是图1中非线性变换子模块的非线性变换原理示意图。

下面结合附图和实施例对发明进一步说明。

具体实施方式

参阅图1。根据本发明，针对高动态微弱MPSK信号，将测频流程划分为粗测频、精测频两个状态；在粗测频状态，粗测频模块直接顺次对接收信号进行快速傅里叶变换、非相干积分、频谱平滑、频率粗解算得到载波多普勒频移粗略值；在精测频状态，精测频模块中的多普勒预补偿模块采用上述载波多普勒频移粗略值对接收信号进行多普勒预补偿，滤波采样模块将采样数据存入至数据缓存模块中，变化率预补偿模块根据载波多普勒变化率细分值对采样数据进行变化率预补偿，分组平均模块对变化率预补偿后的数据进行分组平均，然后采用多条测频处理支路并行处理，每条测频处理支路对分组平均后的数据顺次进行非线性变换、快速傅里叶变换、非相干积分得到积分累加数据，频率精解算模块对所有积分累加数据采用比较搜索的方法得到积分峰值所在的轮次、组号和指数，结合精测频状态的数据采样时间和频率搜索时间，估测接收信号中调制符号的翻转位置，校正获得输出时刻接收信号的载波多普勒频移和载波多普勒变化率，完成高动态微弱MPSK信号的精确测频。

粗测频模块包括：顺次串联的快速傅里叶变换模块、非相干积分模块、频谱平滑模块、频率粗解算模块；精测频模块包括：顺次串联的多普勒预补偿模块、滤波采样模块、数据缓存模块、分组平均模块、n条并联测频处理支路、频率精解算模块，每条测频处理支路包括：顺次串联的非线性变换子模块、快速傅里叶变换子模块、非相干积分子模块。

在粗测频状态，粗测频模块中的快速傅里叶变换模块对接收信号直接进行快速傅里叶变换，经非相干积分模块的非相干积分得到积分累加数据，根据系统工作时钟频率f_sys和粗测频状态的快速傅里叶变换点数N_crs，得到粗测频状态的载波多普勒频移测量精度f_{crs_res}为f_sys/N_crs，其中，下标_crs为粗测频状态标志。

在粗测频状态，频谱平滑模块采用频谱重心法对粗测频状态的积分累加数据进行加窗平滑，根据接收信号的调制符号速率R_s和粗测频状态的载波多普勒频移测量精度f_{crs_res}，得到频谱重心法的累加点数Q_crs为R_s/f_{crs_res}，则频谱平滑模块的积分输出数据Z_crs(k_crs)为其中，k_crs为频谱平滑模块的积分输出数据指数，满足k_crs∈(0,1,...,N_crs-1)；Y_crs(n_crs)为粗测频状态的积分累加数据；n_crs为粗测频状态的积分累加数据指数，满足当k_crs-Q_crs/2＜0时n_crs＝k_crs-Q_crs/2+N_crs、当k_crs+Q_crs/2≥N_crs时n_crs＝k_crs+Q_crs/2-N_crs。

在粗测频状态，频率粗解算模块对频谱平滑模块输出的所有积分输出数据采用比较搜索的方法得到积分峰值所在的指数index_crs，则粗测频状态的载波多普勒频移粗略值f_{crs_dopl}为

参阅图2。在精测频状态，多普勒预补偿模块根据粗测频状态估测的载波多普勒频移粗略值f_{crs_dopl}，采用计算公式K_{crs_dopl}＝f_{crs_dopl}/f_sys×2³²进行数据转换，得到载波多普勒频移粗略值控制字K_{crs_dopl}，对K_{crs_dopl}进行累加得到查询地址，通过地址映射、查表生成载波多普勒频移粗略值的本地载波，将其本地载波与接收信号进行复乘运算后输出数据，对接收信号完成多普勒预补偿。

参阅图3。在精测频状态，滤波采样模块根据精测频状态的测频处理支路并行路数n和接收信号的调制符号速率R_s，采用计算公式K_samp＝(n×R_s)/f_sys×2³²进行数据转换，得到数据采样频率控制字K_samp；利用直接数字频率合成器(DDS)生成清零脉冲，然后采用累加器对多普勒预补偿后的信号不断累加，在清零脉冲有效时输出信号累加值，并对输入累加器的数据进行积分清零，循环此过程，对多普勒预补偿后的信号完成数据降采样处理，将采样数据存入至数据缓存模块中；当采样数据的总数达到n×N_fine×M_fine时，滤波采样模块结束精测频状态的滤波采样阶段，启动精测频状态的频率搜索阶段，则精测频状态的数据采样时间t_samp为(n×N_fine×M_fine)/(n×R_s)，其中，下标_fine为精测频状态标志；N_fine为精测频状态的快速傅里叶变换点数；M_fine为精测频状态的非相干积分次数。

参阅图4。在精测频状态，变化率预补偿模块将载波多普勒变化率范围细分为L+1个变化率子槽，从最小载波多普勒变化率f_{rate_min}顺次搜索至最大载波多普勒变化率f_{rate_max}，每个变化率子槽内载波多普勒变化率f_{fine_rate}为f_{rate_min}+l×(f_{rate_max}-f_{rate_min})/L，其中，l为载波多普勒变化率子槽搜索轮次，满足l∈(0.1,2,...,L)；从数据缓存模块中L+1轮次读取采样数据，精测频状态的频率搜索时间t_deal为(L+1)×(N_fine×M_fine/f_sys)，根据变化率子槽内的载波多普勒变化率f_{fine_rate}，采用计算公式K_{fine_rate}＝f_{fine_rate}/(n×R_s)²×(2³²)²进行数据转换，得到载波多普勒变化率控制字K_{fine_rate}，对K_{fine_rate}进行两次累加得到查询地址，通过地址映射、查表生成载波多普勒变化率的本地载波，将其本地载波与采样数据进行复乘运算后输出数据，对采样数据完成变化率预补偿。

参阅图5。在精测频状态，分组平均模块采用分组平均算法，对变化率预补偿模块输出的n×N_fine×M_fine个采样数据进行分组平均，转变成n组N_fine×M_fine个数据，分别输入n条测频处理支路并行处理。分组平均模块的输入数据为：(a_1,1、a_2,1、…、a_n-1,1、a_n,1)、(a_1,2、a_2,2、…、a_n-1,2、a_n,2)、(a_1,3、a_2,3、…、a_n-1,3、a_n,3)、(a_1,4、a_2,4、…、a_n-1,4、a_n,4)、…，采用分组平均算法后，测频处理支路1的输入数据为：(a_1,1+a_2,1+…+a_n-1,1+a_n,1)、(a_1,2+a_2,2+…+a_n-1,2+a_n,2)、(a_1,3+a_2,3+…+a_n-1,3+a_n,3)、…，测频处理支路2的输入数据为：(a_2,1+…+a_n-1,1+a_n,1+a_1,2)、(a_2,2+…+a_n-1,2+a_n,2+a_1,3)、(a_2,3+…+a_n-1,3+a_n,3+a_1,4)、…，……，测频处理支路n的输入数据为：(a_n,1+a_1,2+a_2,2+…+a_n-1,2)、(a_n,2+a_1,3+a_2,3+…+a_n-1,3)、(a_n,3+a_1,4+a_2,4+…+a_n-1,4)、…。

参阅图6。在精测频状态，在每条测频处理支路中，非线性变换子模块根据接收信号的调制类型选择倍频模式对输入数据实现载波恢复，非线性变换子模块输出的数据顺次经过快速傅里叶变换子模块的快速傅里叶变换、非相干积分子模块的非相干积分得到积分累加数据，非线性变换子模块的非线性变换参数为M_sq，无将调制信号划为单倍频模式，即M_sq＝1；将双相相移键控(BPSK)信号划为二倍频模式，即M_sq＝2；将正交相移键控(QPSK)信号划为四倍频模式，即M_sq＝4；将八进制相移键控(8PSK)信号划分为八倍频模式，即M_sq＝8，则精测频状态的载波多普勒频移测量精度f_{fine_dopl}为R_s/M_sq/N_fine。

在精测频状态，频率精解算模块对n条测频处理支路输出的所有积分累加数据采用比较搜索的方法，得到积分峰值所在的轮次l_fine、组号num_fine和指数index_fine，则精测频状态的载波多普勒频移精测值f_{fine_dopl}为结合精测频状态的数据采样时间t_samp和频率搜索时间t_deal，估测接收信号中调制符号的翻转位置，校正得到输出时刻接收信号的载波多普勒频移测量值载波多普勒变化率测量值分别为

下面以范例具体分析：

在可选的实施例中，设接收信号为BPSK信号或QPSK信号，调制符号速率R_s为100kcps，系统工作时钟频率f_sys为180MHz，载波多普勒频移范围为±800.0kHz，载波多普勒变化率范围为±50.0kHz/s。

在粗测频状态，接收信号直接顺次进行快速傅里叶变换、非相干积分，粗测频状态的快速傅里叶变换点数N_crs为65536，则粗测频状态的载波多普勒频移测量精度f_{crs_res}为2.747kHz，频谱平滑模块中频谱重心法的累加点数Q_crs为36，频率粗解算模块对频谱平滑后的所有积分输出数据采用比较搜索的方法得到积分峰值所在的指数index_crs，解算出粗测频状态的载波多普勒频移粗略值f_{crs_dopl}。

在精测频状态，多普勒预补偿模块采用粗测频状态估测的载波多普勒频移粗略值f_{crs_dopl}对接收信号进行多普勒预补偿，滤波采样模块对多普勒预补偿后的信号进行降采样处理，后续采用8条测频处理支路并行处理，精测频状态的快速傅里叶变换点数N_fine为2048；精测频状态的非相干积分次数M_fine为25，则精测频状态的数据采样时间t_samp为0.512s。变化率预补偿模块将载波多普勒变化率范围±50.0kHz/s细分为2501个变化率子槽，载波多普勒变化率搜索步进为40Hz/s，从-50.0kHz/s顺次搜索至+50.0kHz/s，从数据缓存单元中2501轮次读取采样数据，则精测频状态的频率搜索时间t_deal约为0.712s；采样数据顺次经过变化率预补偿模块、分组平均模块后采用8条测频处理支路进行并行处理，在每条测频处理支路中数据分别顺次进行非线性变换、快速傅里叶变换、非相干积分得到积分累加数据，其中，接收信号为BPSK信号时非线性变换参数M_sq为2，接收信号为QPSK信号时非线性变换参数M_sq为4；频率精解算模块对所有积分累加数据比较搜索得到积分峰值所在的轮次l_fine、组号num_fine和指数index_fine，结合精测频状态的数据采样时间t_samp和频率搜索时间t_deal，估测接收信号中调制符号的翻转位置，校正得到输出时刻接收信号的载波多普勒频移测量值载波多普勒变化率测量值

以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及设备；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，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种高动态微弱MPSK信号的精确测频方法，具有如下技术特征：针对高动态微弱MPSK信号，将测频流程划分为粗测频、精测频两个状态；在粗测频状态，粗测频模块直接顺次对接收信号进行快速傅里叶变换、非相干积分、频谱平滑、频率粗解算得到载波多普勒频移粗略值；在精测频状态，精测频模块中的多普勒预补偿模块采用上述载波多普勒频移粗略值对接收信号进行多普勒预补偿，滤波采样模块将采样数据存入至数据缓存模块中，变化率预补偿模块根据载波多普勒变化率细分值对采样数据进行变化率预补偿，分组平均模块对变化率预补偿后的数据进行分组平均，然后采用多条测频处理支路并行处理，每条测频处理支路对分组平均后的数据顺次进行非线性变换、快速傅里叶变换、非相干积分得到积分累加数据，频率精解算模块对所有积分累加数据采用比较搜索的方法得到积分峰值所在的轮次、组号和指数，结合精测频状态的数据采样时间和频率搜索时间，估测接收信号中调制符号的翻转位置，校正获得输出时刻接收信号的载波多普勒频移和载波多普勒变化率，完成高动态微弱MPSK信号的精确测频。

2.如权利要求1所述的高动态微弱MPSK信号的精确测频方法，其特征在于：粗测频模块包括：顺次串联的快速傅里叶变换模块、非相干积分模块、频谱平滑模块、频率粗解算模块；精测频模块包括：顺次串联的多普勒预补偿模块、滤波采样模块、数据缓存模块、分组平均模块、n条并联测频处理支路、频率精解算模块，每条测频处理支路包括：顺次串联的非线性变换子模块、快速傅里叶变换子模块、非相干积分子模块。

3.如权利要求1所述的高动态微弱MPSK信号的精确测频方法，其特征在于：在粗测频状态，粗测频模块中的快速傅里叶变换模块对接收信号直接进行快速傅里叶变换，经非相干积分模块的非相干积分得到积分累加数据，根据系统工作时钟频率f_sys和粗测频状态的快速傅里叶变换点数N_crs，得到粗测频状态的载波多普勒频移测量精度f_{crs_res}为f_sys/N_crs，其中，下标_crs为粗测频状态标志。

4.如权利要求1所述的高动态微弱MPSK信号的精确测频方法，其特征在于：在粗测频状态，频谱平滑模块采用频谱重心法对粗测频状态的积分累加数据进行加窗平滑，根据接收信号的调制符号速率R_s和粗测频状态的载波多普勒频移测量精度f_{crs_res}，得到频谱重心法的累加点数Q_crs为R_s/f_{crs_res}，则频谱平滑模块的积分输出数据Z_crs(k_crs)为其中，k_crs为频谱平滑模块的积分输出数据指数，满足k_crs∈(0,1,...,N_crs-1)；Y_crs(n_crs)为粗测频状态的积分累加数据；n_crs为粗测频状态的积分累加数据指数，满足当k_crs-Q_crs/2＜0时n_crs＝k_crs-Q_crs/2+N_crs、当k_crs+Q_crs/2≥N_crs时n_crs＝k_crs+Q_crs/2-N_crs。

5.如权利要求1所述的高动态微弱MPSK信号的精确测频方法，其特征在于：在粗测频状态，频率粗解算模块对频谱平滑模块输出的所有积分输出数据采用比较搜索的方法得到积分峰值所在的指数index_crs，则粗测频状态的载波多普勒频移粗略值f_{crs_dopl}为

6.如权利要求1所述的高动态微弱MPSK信号的精确测频方法，其特征在于：在精测频状态，多普勒预补偿模块根据粗测频状态估测的载波多普勒频移粗略值f_{crs_dopl}，采用计算公式K_{crs_dopl}＝f_{crs_dopl}/f_sys×2³²进行数据转换，得到载波多普勒频移粗略值控制字K_{crs_dopl}，对K_{crs_dopl}进行累加得到查询地址，通过地址映射、查表生成载波多普勒频移粗略值的本地载波，将其本地载波与接收信号进行复乘运算后输出数据，对接收信号完成多普勒预补偿。

7.如权利要求1所述的高动态微弱MPSK信号的精确测频方法，其特征在于：在精测频状态，滤波采样模块根据精测频状态的测频处理支路并行路数n和接收信号的调制符号速率R_s，采用计算公式K_samp＝(n×R_s)/f_sys×2³²进行数据转换，得到数据采样频率控制字K_samp；利用直接数字频率合成器(DDS)生成清零脉冲，然后采用累加器对多普勒预补偿后的信号不断累加，在清零脉冲有效时输出信号累加值，并对输入累加器的数据进行积分清零，循环此过程，对多普勒预补偿后的信号完成数据降采样处理，将采样数据存入至数据缓存模块中；当采样数据的总数达到n×N_fine×M_fine时，滤波采样模块结束精测频状态的滤波采样阶段，启动精测频状态的频率搜索阶段，则精测频状态的数据采样时间t_samp为(n×N_fine×M_fine)/(n×R_s)，其中，下标_fine为精测频状态标志；N_fine为精测频状态的快速傅里叶变换点数；M_fine为精测频状态的非相干积分次数。

8.如权利要求1所述的高动态微弱MPSK信号的精确测频方法，其特征在于：在精测频状态，变化率预补偿模块将载波多普勒变化率范围细分为L+1个变化率子槽，从最小载波多普勒变化率f_{rate_min}顺次搜索至最大载波多普勒变化率f_{rate_max}，每个变化率子槽内载波多普勒变化率f_{fine_rate}为f_{rate_min}+l×(f_{rate_max}-f_{rate_min})/L，其中，l为载波多普勒变化率子槽搜索轮次，满足l∈(0.1,2,...,L)；从数据缓存模块中L+1轮次读取采样数据，精测频状态的频率搜索时间t_deal为(L+1)×(N_fine×M_fine/f_sys)，根据变化率子槽内的载波多普勒变化率f_{fine_rate}，采用计算公式K_{fine_rate}＝f_{fine_rate}/(n×R_s)²×(2³²)²进行数据转换，得到载波多普勒变化率控制字K_{fine_rate}，对K_{fine_rate}进行两次累加得到查询地址，通过地址映射、查表生成载波多普勒变化率的本地载波，将其本地载波与采样数据进行复乘运算后输出数据，对采样数据完成变化率预补偿。

9.如权利要求1所述的高动态微弱MPSK信号的精确测频方法，其特征在于：在精测频状态，分组平均模块采用分组平均算法，对变化率预补偿模块输出的n×N_fine×M_fine个采样数据进行分组平均，转变成n组N_fine×M_fine个数据，分别输入n条测频处理支路并行处理。分组平均模块的输入数据为：(a_1,1、a_2,1、…、a_n-1,1、a_n,1)、(a_1,2、a_2,2、…、a_n-1,2、a_n,2)、(a_1,3、a_2,3、…、a_n-1,3、a_n,3)、(a_1,4、a_2,4、…、a_n-1,4、a_n,4)、…，采用分组平均算法后，测频处理支路1的输入数据为：(a_1,1+a_2,1+…+a_n-1,1+a_n,1)、(a_1,2+a_2,2+…+a_n-1,2+a_n,2)、(a_1,3+a_2,3+…+a_n-1,3+a_n,3)、…，测频处理支路2的输入数据为：(a_2,1+…+a_n-1,1+a_n,1+a_1,2)、(a_2,2+…+a_n-1,2+a_n,2+a_1,3)、(a_2,3+…+a_n-1,3+a_n,3+a_1,4)、…，……，测频处理支路n的输入数据为：(a_n,1+a_1,2+a_2,2+…+a_n-1,2)、(a_n,2+a_1,3+a_2,3+…+a_n-1,3)、(a_n,3+a_1,4+a_2,4+…+a_n-1,4)、…。

10.如权利要求1所述的高动态微弱MPSK信号的精确测频方法，其特征在于：在精测频状态，在每条测频处理支路中，非线性变换子模块根据接收信号的调制类型选择倍频模式对输入数据实现载波恢复，非线性变换子模块输出的数据顺次经过快速傅里叶变换子模块的快速傅里叶变换、非相干积分子模块的非相干积分得到积分累加数据，非线性变换子模块的非线性变换参数为M_sq，无将调制信号划为单倍频模式，即M_sq＝1；将双相相移键控(BPSK)信号划为二倍频模式，即M_sq＝2；将正交相移键控(QPSK)信号划为四倍频模式，即M_sq＝4；将八进制相移键控(8PSK)信号划分为八倍频模式，即M_sq＝8，则精测频状态的载波多普勒频移测量精度f_{fine_dopl}为R_s/M_sq/N_fine，在精测频状态，频率精解算模块对n条测频处理支路输出的所有积分累加数据采用比较搜索的方法，得到积分峰值所在的轮次l_fine、组号num_fine和指数index_fine，则精测频状态的载波多普勒频移精测值f_{fine_dopl}为结合精测频状态的数据采样时间t_samp和频率搜索时间t_deal，估测接收信号中调制符号的翻转位置，校正得到输出时刻接收信号的载波多普勒频移测量值载波多普勒变化率测量值分别为