CN111679123A - 适用于多模调制体制的符号边沿与频率估计方法与系统 - Google Patents

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CN111679123A CN202010804198.4A CN202010804198A CN111679123A CN 111679123 A CN111679123 A CN 111679123A CN 202010804198 A CN202010804198 A CN 202010804198A CN 111679123 A CN111679123 A CN 111679123A
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Abstract

一种适用于多模调制体制的符号边沿与频率估计方法与系统，包括：对混频解扩后的数字中频信号进行多个延时时长的延时，获得多个符号边沿估计支路的符号边沿延时信号，并对其进行短时积分运算获得短时积分结果；对各短时积分结果进行补零快速傅里叶变换，并对获得的各瞬时频率等效相干积分值进行加权运算，获得各基础运算结果；分别对各基础运算结果进行所有符号组合与瞬时频率二维峰值的快速搜索，获得各符号边沿的剥离调制信息后的各瞬时频率等效相干积分值；基于各瞬时频率等效相干积分值获取边沿参数和频率参数；进行频率插值估计获得频率估计值；在门限判决有效时计算伪码多普勒频率估计值。本实施例实现符号边沿和高精度频率估计。

Description

适用于多模调制体制的符号边沿与频率估计方法与系统
技术领域
本申请涉及无线电导航、测控与数传通信技术领域，特别是涉及一种适用于多模调制体制的符号边沿与频率估计方法与系统。
背景技术
随着我国航天、国防与民营科技事业，尤其是卫星导航与商业航天的快速发展，使得需要完成导航、跟踪、测速、测距、遥测、遥控以及数据传输等任务的飞行器越来越多，例如各类卫星、无人机、浮动飞艇以及动力气球等。各种飞行器的存在形成了多种信号调制体制共存的现状，并且相应出现的地面测试设备也种类繁多，从而导致导航、测控以及数传通信产品从技术研发到量产应用都近似独立，也就意味着实现低成本与高可靠要求的难度越来越大。
为了实现设备统一，目前使用的设备是导航、测控与数传通信的一体化接收机，但是一体化接收机大都采用系统集成的实现方法，不同体制间信号的接收方法还是相对独立的，不仅使得一体化接收机的体积、重量以及成本都大幅度增加，而且还增加了系统风险，降低了可靠性。并且，根据信号调制体制的不同，目前导航、测控与数传通信系统常用的数字调制体制包括相移键控（Phase Shift Keying，PSK）和直接序列扩频-相移键控（DirectSequence Spread Spectrum - Phase Shift Keying，DSSS-PSK）体制。其中，载波多普勒频率偏移和初始跟踪符号边沿不同步是影响上述调制体制解调性能与多模统一处理的重要因素。
高精度频率估计是指在任意给定信噪比（Signal to Noise Ratio，SNR）条件下，频率估计精度都能够接近其理论最佳估计精度——频率无偏估计量的方差下限，即克拉美-罗下限（Cramér-Rao Lower Bound，CRLB）。根据参数估计理论可知，CRLB只在高斯白噪声条件下才具有理论指导意义，并不适用于平方消符号变换后的信号，尤其在SNR不高的情况下，平方消符号变换后无法实现高精度的频率估计。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够适用于多模调制体制的符号边沿与频率估计方法。
一种适用于多模调制体制的符号边沿与频率估计方法，所述方法包括：
对混频解扩后的数字中频信号进行多个延时时长的延时，获得多个符号边沿估计支路的符号边沿延时信号，并对各符号边沿延时信号的各等效符号码元分段分别进行短时积分运算，获得所述数字中频信号的各符号边沿估计支路的短时积分结果；其中，每个符号边沿估计支路的符号边沿延时信号包括第一数目个符号分组，每个符号分组内包括第二数目个组内符号，每个组内符号被划分为第三数目个等效符号码元分段；
对各所述短时积分结果进行补零快速傅里叶变换，获得补零傅里叶运算的瞬时频率结果，并对所述补零傅里叶运算的瞬时频率结果进行加权运算，获得各基础运算结果；其中，补零傅里叶运算的瞬时频率结果包括第四数目个瞬时频率等效相干积分值；
分别对各所述基础运算结果进行符号分组内的符号组合与瞬时频率二维峰值搜索，获得符号分组各组内符号匹配的各瞬时频率等效相干积分值；并对所述符号分组各组内符号匹配的各瞬时频率等效相干积分值进行组间逐比特合成积分值的峰值比较，获得各符号边沿的剥离调制信息后的各瞬时频率等效相干积分值；
基于所述各符号边沿与各瞬时频率等效相干积分值，提取峰值对应的各瞬时频率等效相干积分值，并获取所述峰值对应的边沿参数与频率参数；
基于各符号边沿与各瞬时频率二维峰值对应的各瞬时频率等效相干积分值和频率参数进行频率插值估计，获得频率估计值；
基于各瞬时频率等效相干积分值，提取各瞬时频率等效相干积分值的平方模值进行门限判决；
在门限判决有效时，利用频率估计值计算伪码多普勒频率估计值和整数倍伪码周期时刻，并在所述整数倍伪码周期时刻使能所述边沿参数对应的符号边沿、以及所述伪码多普勒频率估计值。
一种适用于多模调制体制的符号边沿与频率估计系统，所述系统包括：依次连接的延时积分器组、符号组合基础运算器组、符号组合迭代搜索器组、数据控制处理器、码多普勒补偿与门限判决模块，以及延时等待使能输出模块，还包括与数据控制处理器、以及码多普勒补偿与门限判决模块连接的专用频率插值计算器，数据控制处理器还与符号组合基础运算器组连接；
延时积分器组，对混频解扩后的数字中频信号进行多个延时时长的延时，获得多个符号边沿延时信号，并对各符号边沿延时信号进行短时积分运算，获得所述数字中频信号的多个符号边沿的短时积分结果；其中，每个符号边沿估计支路的符号边沿延时信号包括第一数目个符号分组，每个符号分组内包括第二数目个组内符号，每个组内符号被划分为第三数目个等效符号码元分段；
符号组合基础运算器组，对各所述短时积分结果进行补零快速傅里叶变换，获得补零傅里叶运算的瞬时频率结果，并对所述补零傅里叶运算的瞬时频率结果进行加权运算，获得各基础运算结果；其中，补零傅里叶运算的瞬时频率结果包括第四数目个瞬时频率等效相干积分值；
符号组合迭代搜索器组，分别对各所述基础运算结果进行符号分组内的符号组合与瞬时频率二维峰值搜索，以及符号分组各组内符号匹配的各瞬时频率等效相干积分值；并对所述符号分组各组内符号匹配的各瞬时频率等效相干积分值进行组间逐比特合成积分值的峰值比较，获得各符号边沿的剥离调制信息后的各瞬时频率等效相干积分值；
数据控制处理器，基于所述各符号边沿与各瞬时频率等效相干积分值，提取峰值对应的各瞬时频率等效相干积分值，并获取所述峰值对应的边沿参数与频率参数；
专用频率插值计算器，基于各符号边沿与各瞬时频率二维峰值对应的各瞬时频率等效相干积分值和频率参数进行频率插值估计，获得频率估计值；
码多普勒补偿与门限判决模块，基于各瞬时频率等效相干积分值进行门限判决，在门限判决有效时，利用频率估计值计算伪码多普勒频率估计值和整数倍伪码周期时刻；
延时等待使能输出模块，用于在所述整数倍伪码周期时刻使能所述边沿参数对应的符号边沿、以及所述伪码多普勒频率估计值。
上述适用于多模调制体制的符号边沿与频率估计方法，通过对混频解扩后的数字中频信号进行多个延时时长的延时得到多个符号边沿估计支路，并针对各符号边沿估计支路的符号边沿延时信号分别进行短时积分运算、补零快速傅里叶变换以及组内频率相干积分值的搜索以及组间逐比特合成积分值的峰值搜索，在此基础上提取边沿参数和频率数据，从而可以适应任意符号速率下符号边沿、符号组合以及多普勒频率的三维遍历搜索，简化了运算处理流程且实现了高精度的符号边沿和频率估计。
附图说明
图1为一个实施例中的适用于多模调制体制的符号边沿与频率估计方法的流程示意图；
图2是一个实施例中的适用于多模调制体制的符号边沿与频率估计系统的架构示意图；
图3是一个具体示例中的适用于多模调制体制的符号边沿与频率估计系统的架构示意图；
图4为一个实施例中短时积分组的输出数据流示意图；
图5为一个实施例中基础运算单元FFT处理器的输入数据流示意图；
图6为一个实施例中基础运算单元加权系数的输出数据流示意图；
图7为一个实施例中组内匹配符号组合下的频域相干积分值的搜索示意图；
图8为一个实施例中组内符号组合与频率单元的迭代计算过程示意图；
图9为一个实施例中组内迭代搜索的输入数据流和搜索存储处理流程示意图；
图10为一个实施例中逐比特合成积分序列峰值搜索的输入数据流和搜索存储处理流程示意图；
图11为一个实施例中的处理时序关系示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请实施例的目的是克服上述背景中的不足之处，提供了一种适用于多模调制体制的符号边沿与频率估计方法，通过配置参数实现DSSS-PSK兼容PSK调制体制，在不改变高斯信道特性条件下，消除调制信息对估计性能的影响实现了高精度频率估计，同时提取了符号位边沿估计参数，以满足多模与多体制跟踪环路初始积分所需的同步要求。
如图1所示，一个实施例中的适用于多模调制体制的符号边沿与频率估计方法，包括步骤S101至步骤S107。所述方法包括：
步骤S101：对混频解扩后的数字中频信号进行多个延时时长的延时，获得多个符号边沿估计支路的符号边沿延时信号，并对各符号边沿延时信号的各等效符号码元分段分别进行短时积分运算，获得所述数字中频信号的各符号边沿估计支路的短时积分结果；其中，每个符号边沿估计支路的符号边沿延时信号包括第一数目个符号分组，每个符号分组内包括第二数目个组内符号，每个组内符号被划分为第三数目个等效符号码元分段。
一个实施例中，对混频解扩后的数字中频信号进行多个延时时长的延时，获得多个符号边沿延时信号之前，还可以包括：
在起始积分时刻获取原始数字中频信号；
将所述原始数字中频信号与本地载波进行混频，并根据本地伪码对混频后的原始数字中频信号进行解扩运算，获得混频解扩后的所述数字中频信号。
记符号边沿延时信号包含有N个符号，第一数目为
Figure 789873DEST_PATH_IMAGE001
，第二数目为
Figure 911413DEST_PATH_IMAGE002
，第三数目 为
Figure 172892DEST_PATH_IMAGE003
，则是将
Figure 329067DEST_PATH_IMAGE004
个符号划分为
Figure 985176DEST_PATH_IMAGE001
个符号分组，每个符号分组内包含有
Figure 509128DEST_PATH_IMAGE002
个符号，从而存在 关系：
Figure 417041DEST_PATH_IMAGE005
。将每个符号划分为
Figure 552356DEST_PATH_IMAGE003
个等效符号码元分段，从而有总分段数
Figure 880831DEST_PATH_IMAGE006
。
在进行多个延时时长的延时，获得多个符号边沿估计支路的符号边沿延时信号时，可以采用各种可能的技术手段进行，例如通过多个级联的延时单元，依次对混频解扩后的数字中频信号进行延时，从而获得多个符号边沿估计支路的符号边沿延时信号。
在对多个符号边沿估计支路的符号边沿延时信号进行短时积分运算时，可以通过并行的方式进行，并行计算获得的短时积分结果，可以存储至对应的存储器中，以供后续取用。
步骤S102：对各所述短时积分结果进行补零快速傅里叶变换，获得补零傅里叶运算的瞬时频率结果，并对所述补零傅里叶运算的瞬时频率结果进行加权运算，获得各基础运算结果。
具体地，补零傅里叶运算的瞬时频率结果包括第四数目个瞬时频率等效相干积分值。对各所述短时积分结果进行补零快速傅里叶变换，获得补零傅里叶运算的瞬时频率结果，并对补零傅里叶运算的瞬时频率结果进行加权运算，获得各基础运算结果，包括：
首先，基于FFT计算的点数，分别对各所述短时积分结果进行补零快速傅里叶变换，获得补零傅里叶运算的各瞬时频率等效相干积分值；具体地，可以基于FFT计算的点数，对短时积分结果的各符号分组下的第三数目个等效符号码元分段补零后，进行快速傅里叶变换，获得各瞬时频率等效相干积分值。具体地，可以是采用符号分组数、组内符号数以及等效符号码元分段数的乘积结果作为补零傅里叶运算的计算有效点数。
然后，确定各瞬时频率等效相干积分值对应的加权系数，将所述各瞬时频率等效相干积分值与对应的所述加权系数相乘，获得对应的基础运算结果。
具体地，确定所述各瞬时频率等效相干积分值对应的加权系数，将所述各瞬时频率等效相干积分值与对应的所述加权系数相乘，获得对应的基础运算结果，可以包括：
根据所述各瞬时频率等效相干积分值，确定加权系数的同步生成时序，构造加权系数生成矩阵存储表并基于确定的同步生成时序，获得傅里叶变换结果的加权系数；
将获得的加权系数与各瞬时频率等效相干积分值进行同步相乘，获得对应的基础运算结果，并将获得的各基础运算结果与数据存储地址映射表映射存储。
步骤S103：分别对各所述基础运算结果进行符号分组组内的匹配符号组合下的频域相干积分值的搜索，以及符号分组组间逐比特合成积分值的峰值搜索，获得各符号边沿的剥离调制信息后的频率维等效相干积分值。
具体地，可以是分别对各所述基础运算结果进行符号分组内的符号组合与瞬时频率二维峰值搜索，获得符号分组各组内符号匹配的各瞬时频率等效相干积分值；并对所述符号分组各组内符号匹配的各瞬时频率等效相干积分值进行组间逐比特合成积分值的峰值比较，获得各符号边沿的剥离调制信息后的各瞬时频率等效相干积分值。
一个实施例中，分别对各所述基础运算结果进行符号分组内的符号组合与瞬时频率二维峰值搜索，获得符号分组各组内符号匹配的各瞬时频率等效相干积分值；并对所述符号分组各组内符号匹配的各瞬时频率等效相干积分值进行组间逐比特合成积分值的峰值比较，获得各符号边沿的剥离调制信息后的各瞬时频率等效相干积分值，包括：
采用基于格雷码排序的快速迭代搜索法，对各所述基础运算结果进行各符号分组的组内符号组合下的遍历，获得符号分组内的符号组合与瞬时频率二维等效积分值；并以组内符号组合下的频域峰值为判断依据，逐次比较所有符号组合，获得匹配的符号组合，并获得其对应的组内符号匹配等效积分值；
采用逐比特累加合成法，将各符号分组的组内符号匹配等效积分值进行相干合成，获得对应的符号边沿的边沿支路的等效积分时长内剥离调制信息后的频率维等效相干积分值。
步骤S104：基于所述各符号边沿与各瞬时频率等效相干积分值，提取峰值对应的各瞬时频率等效相干积分值，并获取所述峰值对应的边沿参数与频率参数。
一个实施例中，提取所述等效积分值的频率维映射数据和峰值数据，并获取所述峰值数据对应的边沿参数和频率数据，包括：
按照先边沿后频率的比较路径，提取频率维等效相干积分值的频率维映射数据；
按照先频率后边沿的比较路径，提取各边沿支路的频率维等效相干积分值的峰值数据；
获取各峰值数据对应的边沿参数以及频率数据。
步骤S105：基于各符号边沿与各瞬时频率二维峰值对应的各瞬时频率等效相干积分值和频率参数进行频率插值估计，获得频率估计值。
一个实施例中，基于各符号边沿与各瞬时频率二维峰值对应的各瞬时频率等效相干积分值和频率参数进行频率插值估计，获得频率估计值，包括：
基于各符号边沿与各瞬时频率二维峰值对应的各瞬时频率等效相干积分值确定频移因子；
在真实频率接近两相邻谱线中点时，将信号的频谱向左或向右移动频移因子量化单位，使被估计频率尽可能接近两相邻谱线中点，获得频移后的频谱；
根据所述频率参数，频移因子和频移后的相邻谱线频率等效相干积分值进行频率插值计算，获得频率估计值。
S106：基于各瞬时频率等效相干积分值，提取各瞬时频率等效相干积分值的平方模值进行门限判决。
具体地，可以根据所述各瞬时频率等效相干积分值的平方模值，搜索频率主峰与最大旁瓣值，并利用所述搜索频率主峰与最大旁瓣值的比值作为门限检测量；基于符号匹配与失配的频域分布特性设定检测阈值进行门限判决。
S107：在门限判决有效时，利用频率估计值计算伪码多普勒频率估计值和整数倍伪码周期时刻，并在所述整数倍伪码周期时刻使能所述边沿参数对应的符号边沿、以及所述伪码多普勒频率估计值。
具体地，在门限判决有效时，利用频率估计值计算伪码多普勒频率估计值和整数倍伪码周期时刻，利用伪码多普勒频率估计值进行伪码多普勒补偿计算，获得近似准确码速率；通过设置的伪码周期配置参数以及近似准确码速率，计算伪码整周期时延量；在伪码整周期时延量的延时等待时刻，输出伪码多普勒频率估计值和符号边沿估计值。
如图2所示，一个实施例中的适用于多模调制体制的符号边沿与频率估计系统，系统包括：
依次连接的延时积分器组100、符号组合基础运算器组104、符号组合迭代搜索器组105、数据控制处理器106、码多普勒补偿与门限判决模块108，以及延时等待使能输出模块109，还包括与数据控制处理器106、以及码多普勒补偿与门限判决模块108连接的专用频率插值计算器107，数据控制处理器106还与符号组合基础运算器组104连接。
延时积分器组100，对混频解扩后的数字中频信号进行多个延时时长的延时，获得 多个符号边沿延时信号，并对各符号边沿延时信号进行短时积分运算，获得所述数字中频 信号的多个符号边沿的短时积分结果。其中，每个符号边沿估计支路的符号边沿延时信号 包括第一数目个符号分组（即上述
Figure 976963DEST_PATH_IMAGE001
个符号分组），每个符号分组内包括第二数目个组内 符号（即上述
Figure 78780DEST_PATH_IMAGE002
个组内符号），每个组内符号被划分为第三数目个等效符号码元分段（即上 述
Figure 209547DEST_PATH_IMAGE003
个等效符号码元分段）。
符号组合基础运算器组104，对各所述短时积分结果进行补零快速傅里叶变换，获得补零傅里叶运算的瞬时频率结果，并对所述补零傅里叶运算的瞬时频率结果进行加权运算，获得各基础运算结果；其中，补零傅里叶运算的瞬时频率结果包括第四数目个瞬时频率等效相干积分值。
符号组合迭代搜索器组105，分别对各所述基础运算结果进行符号分组内的符号组合与瞬时频率二维峰值搜索，以及符号分组各组内符号匹配的各瞬时频率等效相干积分值；并对所述符号分组各组内符号匹配的各瞬时频率等效相干积分值进行组间逐比特合成积分值的峰值比较，获得各符号边沿的剥离调制信息后的各瞬时频率等效相干积分值。
数据控制处理器106，基于所述各符号边沿与各瞬时频率等效相干积分值，提取峰值对应的各瞬时频率等效相干积分值，并获取所述峰值对应的边沿参数与频率参数。
专用频率插值计算器107，基于各符号边沿与各瞬时频率二维峰值对应的各瞬时频率等效相干积分值和频率参数进行频率插值估计，获得频率估计值。
码多普勒补偿与门限判决模块108，基于各瞬时频率等效相干积分值进行门限判决，在门限判决有效时，利用频率估计值计算伪码多普勒频率估计值和整数倍伪码周期时刻。
延时等待使能输出模块109，用于在所述整数倍伪码周期时刻使能所述边沿参数对应的符号边沿、以及所述伪码多普勒频率估计值。
参考图2所示，一个实施例中的系统还包括：混频与解扩器101，用于对原始数字中频信号进行混频解扩处理，获得处理后的数字中频信号。
参考图3所示，一个实施例中的延时积分器组100包括：相互连接的延时计数器组102和短时积分器组103，延时计数器组102与混频与解扩器101连接，短时积分器组103与符号组合基础运算器组104连接。
其中，延时计数器组102，包括有级联的多个延时单元，级联的首个延时单元的输入端与混频与解扩器101的输出端连接，级联的各个延时单元的输出端，均与短时积分器组103连接，每个延时单元均对输入的数字中频信号进行延时后输出，级联的多个延时单元的输入端对应符号边沿的短时积分起始时刻。
短时积分器组103，包括多个短时积分器以及与短时积分器一一连接的存储器，各短时积分器对对应的符号边沿延时信号的各等效符号码元分段分别进行短时积分运算，获得对应的符号边沿的短时积分结果，并存储在对应的存储器中。
参考图3所示，一个实施例中符号组合基础运算器组，包括：
FFT处理器，用以基于FFT计算的点数，对各符号边沿估计支路的短时积分结果，进行补 零快速傅里叶变换，获得各瞬时频率等效相干积分值；具体地，可以采用符号分组数（第一 数目
Figure 708924DEST_PATH_IMAGE001
）、组内符号数（第二数目
Figure 151407DEST_PATH_IMAGE002
）以及等效符号码元分段数（第三数目
Figure 666702DEST_PATH_IMAGE003
）的乘积结果 作为补零傅里叶运算的计算有效点数，
乘法器，用以确定各所述补零傅里叶运算的瞬时频率结果（即所述各瞬时频率等效相干积分值）对应的加权系数，对FFT处理器计算获得的各路补零傅里叶运算的瞬时频率等效相干积分值与对应的所述加权系数相乘，获得对应的基础运算结果；
存储器，用以存储乘法器计算获得的各基础运算结果。
在一些具体示例中，符号组合基础运算器组104，还可以包括：选择器，用以从各路符号边沿估计支路的短时积分结果中，选择待处理的符号边沿估计支路的短时积分结果。具体地，选择器可以基于数据控制处理器106的控制，决定何时选择待处理的符号边沿估计支路的短时积分结果，以及选择哪几路符号边沿估计支路的短时积分结果。
此时，存储器包括多个双端口存储器。FFT处理器，用以对所述选择器选择的符号边沿估计支路的短时积分结果，进行补零快速傅里叶变换，获得各瞬时频率等效相干积分值；
图3所示中，是以选择器为
Figure 543653DEST_PATH_IMAGE007
选2复用选择器，端口存储器为双端口存储器为例进行说 明。
一个实施例中，符号组合迭代搜索器组105，用以对各所述基础运算结果，分别以组内符号组合下的频域峰值为判断依据，逐次比较所有符号组合，获得匹配的符号组合，并获得其对应的组内符号匹配等效积分值，采用逐比特累加合成法，将各组组内符号匹配等效积分值进行相干合成，获得对应的符号边沿的边沿支路的等效积分时长内剥离调制信息后的频率维等效相干积分值。
一个实施例中，在符号组合基础运算器组104包括选择器的情况下，符号组合迭代搜索器组105，可以包括并行的至少两个迭代搜索单元。每个迭代搜索单元，用以对从多端口存储器提取的各基础运算结果，分别以组内符号组合下的频域峰值为判断依据，逐次比较所有符号组合，获得匹配的符号组合，并获得其对应的组内符号匹配等效积分值，采用逐比特累加合成法，将各组组内符号匹配等效积分值进行相干合成，获得对应的符号边沿的边沿支路的等效积分时长内剥离调制信息后的频率维等效相干积分值。
具体地，任意一个迭代搜索单元，用以对从多个双端口存储器提取的各基础运算结果，进行符号分组内的符号组合与瞬时频率二维峰值搜索，获得符号分组各组内符号匹配的各瞬时频率等效相干积分值；并对所述符号分组各组内符号匹配的各瞬时频率等效相干积分值进行组间逐比特合成积分值的峰值比较，获得各符号边沿的剥离调制信息后的各瞬时频率等效相干积分值。
本申请的下述实施例中，以DSSS-BPSK调制体制为设计案例，采用分段相关累加结合快速傅里叶变换（Segment Correlation Accumulation–Fast Fourier Transform，SCA-FFT）的方式实现小范围频域精搜与信息维度的遍历，检测匹配的单峰频率值与符号边沿，然后利用实时插值实现高精度频率估计，根据搜索的精确载波频率进行码多普勒时延补偿，最后在伪码整周期时刻使能输出。由于利用DSSS- PSK兼容PSK，而DSSS-BPSK属于典型的DSSS- PSK体制，常见的还有DSSS-QPSK/MPSK等相位调制，对于载波频率和符号边沿的估计而言它们之间的区别仅在混频过程的计算上，任意调制只需对一路信息支路（等效BPSK）进行估计即可，恒包络载波调制（PSK）的物理层参数估计过程都是基于能量的估计，因此针对物理层载波频率和符号边沿的估计方法均适用，因此BPSK载波调制体制可以作为DSSS-PSK兼容PSK的最典型的实例。
结合图2、图3所示，延时积分器组100与混频与解扩器101连接。
混频与解扩器101用于对原始数字中频信号
Figure 712466DEST_PATH_IMAGE008
进行混频解扩处理，获得处理后 的数字中频信号。该原始中频信号
Figure 517611DEST_PATH_IMAGE008
为宽带接收机的基带输入信号。
其中，混频处理，是指将原始数字中频信号
Figure 462696DEST_PATH_IMAGE008
与本地载波进行混频，获得混频后 的数字中频信号。混频解扩处理，是指将原始数字中频信号
Figure 427110DEST_PATH_IMAGE008
与本地载波进行混频后，将 混频后的数字中频信号与本地伪码进行解扩运算，以剥离信号中的伪码，获得混频解扩后 的数字中频信号。具体的解扩运算的计算方式，可以是将混频后的数字中频信号中的每个 比特信号与本地伪码进行异或运算，或者是将混频后的数字中频信号中的每个比特信号与 本地伪码进行模二加计算，具体的解扩运算方式本实施例中不做具体限定。
具体地，以DSSS-BPSK调制体制为例，混频与解扩器101可以在起始积分时刻，获取 宽带接收机的原始数字中频信号
Figure 907770DEST_PATH_IMAGE008
,并将该原始数字中频信号
Figure 826309DEST_PATH_IMAGE008
与本地载波进行混 频，并启动本地码发生器进行解扩运算，获得混频解扩后的数字中频信号。其中，在起始积 分时刻启动本地码发生器，是指在DSSS- PSK体制下已经捕获到即时码相位的基础上，通过 时延控制在零码相位时刻启动本地码发生器。PSK体制因不存在伪码维度，因此无起始积分 时刻与解扩约束条件。
在下述各实施例的说明中，将混频与解扩器101对原始数字中频信号
Figure 808041DEST_PATH_IMAGE008
进行混 频解扩处理，获得的处理后的数字中频信号，称为数字中频信号。
延时计数器组102与短时积分器组103组成的延时积分器组，实现
Figure 767906DEST_PATH_IMAGE007
路符号边沿估 计支路的并行划分，各符号边沿估计支路（下述相关实施例中，也简称为支路）的积分数据 独立缓存在FIFO中，以便符号组合基础运算器组104进行跨时钟域的同步数据处理。其中，
Figure 779987DEST_PATH_IMAGE007
为大于1的整数，表示边沿估计支路的数量。一些实施例中，符号边沿估计支路
Figure 684358DEST_PATH_IMAGE007
的数量 可以设置为6路。
其中，延时计数器组102，对混频与解扩器101处理后获得的数字中频信号，进行多个延时时长的延时得到多个符号边沿延时信号。
在一些实施例中，可以是进行
Figure 79567DEST_PATH_IMAGE009
个延时时长的延时，得到
Figure 785617DEST_PATH_IMAGE007
个符号边沿延时 信号，其中一个符号边沿延时信号为混频与解扩器101处理后获得的、未经过延时器延时的 数字中频信号，即0时刻的数字中频信号，其他的
Figure 467134DEST_PATH_IMAGE009
个符号边沿延时信号，为经过延时 器延时后得到的数字中频信号。从而在此情况下，可以充分考虑混频与解扩器101处理后获 得的数字中频信号本身存在的延时的情形。下述各示例中，是以进行
Figure 734168DEST_PATH_IMAGE009
个延时时长的 延时，得到
Figure 824746DEST_PATH_IMAGE007
个符号边沿延时信号为例进行举例说明。
参考图3所示，延时计数器组102，包括有级联的多个延时单元（图3中的延时器D）， 级联的首个延时单元的输入端与混频与解扩器101的输出端连接，级联的各个延时单元的 输出端，均与短时积分器组103连接。每个延时单元均对输入的数字中频信号进行延时后输 出，即信号每经过一个延时单元均进行一次延时。其中，级联的首个延时单元，对混频与解 扩器101输出的数字中频信号进行延时，级联的其他延时单元，对级联的上一级延时单元输 出的延时后的数字中频信号做进一步的延时。从而通过级联的多个延时单元，可以获得个 延时信号，构建出
Figure 618258DEST_PATH_IMAGE007
个符号边沿估计支路。
如图3所示，混频与解扩器101输出的数字中频信号，一路直接进入短时积分器组 103，形成一个符号边沿估计支路，另一路经级联的
Figure 611622DEST_PATH_IMAGE009
个延时单元进行延时后，分别输 出至短时积分器组103，形成其他的
Figure 726471DEST_PATH_IMAGE009
个符号边沿估计支路。即级联的各短时积分器组 103中，级联的第1个延时器的输入端对应符号边沿估计支路1的短时积分起始时刻，级联的 第2个延时器的输入端对应符号边沿估计支路2的短时积分起始时刻，余下的以此类推，级 联的第
Figure 119275DEST_PATH_IMAGE009
个延时器的输入端对应符号边沿估计支路
Figure 642660DEST_PATH_IMAGE009
的短时积分起始时刻。以图 3所示为例，相邻的两个符号边沿估计支路间的延时量
Figure 167445DEST_PATH_IMAGE010
均为：
Figure 533704DEST_PATH_IMAGE011
（1）
式（1）中，
Figure 74407DEST_PATH_IMAGE007
表示单位符号内的边沿估计数，即边沿估计支路的数量，
Figure 343976DEST_PATH_IMAGE012
为符号 宽度，
Figure 803776DEST_PATH_IMAGE013
为符号速率。
短时积分器组103，对延时计数器组102输出的各符号边沿延时信号进行短时积分运算，获得各符号边沿延时信号对应的短时积分结果。
参考图3所示，短时积分器组103可以包括多个短时积分器，同时还可以包括多个存储器，且短时积分器与存储器一一对应连接，即每个边沿估计支路均配置一个短时积分器，用以缓存对应的短时积分器的短时积分结果。其中，存储器的形式不限，可以是FIFO（First Input First Output，先入先出）存储器，也可以是DBRAM等其他存储介质，图3所示中是以采用FIFO存储器（FIFO1、FIFO2…FIFOR）为例进行说明。
其中，如图3所示，存储器的数量与符号边沿估计支路的数量和短时积分器的数量相同，其中一个短时积分器（如图3中的短时积分器1）的输入端直接与混频与解扩器101的输出端连接，其他短时积分器（如图3中的短时积分器2至R）的输入端与对应的符合边沿估计支路的延时单元的输出端连接，各短时积分器的输出端均与对应的存储器连接。
短时积分是指积分时间比较短，本实施例中设置为
Figure 267119DEST_PATH_IMAGE014
的信息码元时长。下述示 例中，均以进行
Figure 503190DEST_PATH_IMAGE009
个延时时长的延时，得到
Figure 735588DEST_PATH_IMAGE007
个符号边沿延时信号为例进行说明。此 时，短时积分器的输出信号模型
Figure 631869DEST_PATH_IMAGE015
可为式（2）所示。
Figure 943027DEST_PATH_IMAGE016
式（2）
式（2）中，
Figure 825532DEST_PATH_IMAGE017
为中频数字信号的幅值，
Figure 568229DEST_PATH_IMAGE018
()为部分符号自相关归一化衰减函数，
Figure 871297DEST_PATH_IMAGE019
为 部分符号匹配误差，
Figure 309232DEST_PATH_IMAGE020
为短时积分速率，
Figure 120062DEST_PATH_IMAGE021
为载波残留的多普勒频率，
Figure 218730DEST_PATH_IMAGE022
为中频采样速率，
Figure 332179DEST_PATH_IMAGE023
为分段相关积累的分段序号，即短时积分器输出的数据序号，
Figure 116465DEST_PATH_IMAGE024
为总分段数或降采样点 数，
Figure 209013DEST_PATH_IMAGE025
为积分后的初始相位常量，
Figure 536089DEST_PATH_IMAGE026
为复噪声常量，其支路分量
Figure 679495DEST_PATH_IMAGE027
与
Figure 452541DEST_PATH_IMAGE028
相互独立且服 从高斯分布，第二项
Figure 480540DEST_PATH_IMAGE029
为归一化相干积累损耗。
引入等效符号码元分段数
Figure 52335DEST_PATH_IMAGE003
，利用符号速率
Figure 868107DEST_PATH_IMAGE013
代替短时积分速率
Figure 502350DEST_PATH_IMAGE020
，则短时积分 速率
Figure 193095DEST_PATH_IMAGE020
是符号速率
Figure 386441DEST_PATH_IMAGE013
的
Figure 12594DEST_PATH_IMAGE003
倍，即
Figure 993189DEST_PATH_IMAGE030
，无模糊的频率检测范围为
Figure 362990DEST_PATH_IMAGE031
， 从而确定了式（2）中载波残留多普勒频率
Figure 410843DEST_PATH_IMAGE021
的有效估计与检测范围。
一个实施例中的短时积分器组103的输出数据流（即短时积分结果）如图4所示，图 中
Figure 66952DEST_PATH_IMAGE032
的信号模型由式（2）表示，其下标“
Figure 675788DEST_PATH_IMAGE033
”表示第
Figure 209800DEST_PATH_IMAGE033
个符号边沿估计支路。例如，
Figure 610694DEST_PATH_IMAGE034
表示短时积分器1所在的符号边沿估计支路的延时信号经过短时积分器1后的输出数据流，
Figure 578650DEST_PATH_IMAGE035
表示短时积分器2所在的符号边沿估计支路的延时信号经过短时积分器2后的输出 数据流，其他的以此类推。图4中，
Figure 35302DEST_PATH_IMAGE036
为延时量，
Figure 871539DEST_PATH_IMAGE037
为符号宽度，
Figure 736727DEST_PATH_IMAGE003
为等效符号码元分段数，
Figure 767262DEST_PATH_IMAGE038
为等效符号码元分段的符号宽度，
Figure 209745DEST_PATH_IMAGE039
为符号宽度内的符号数，
Figure 725040DEST_PATH_IMAGE001
为符号分组数，
Figure 336412DEST_PATH_IMAGE002
为组内符号数，
Figure 505225DEST_PATH_IMAGE040
为短时积分数据存储时间。
结合图4所示，记符号边沿估计支路的延时信号包含
Figure 575949DEST_PATH_IMAGE004
个符号，可将其包含的
Figure 255455DEST_PATH_IMAGE004
个 符号划分为
Figure 485448DEST_PATH_IMAGE001
个符号分组，每个符号分组内包含有
Figure 966108DEST_PATH_IMAGE002
个符号，从而存在关系：
Figure 884647DEST_PATH_IMAGE005
。 将每个符号划分为
Figure 476166DEST_PATH_IMAGE003
个等效符号码元分段，从而有总分段数
Figure 295086DEST_PATH_IMAGE006
。
边沿估计支路的数量
Figure 103904DEST_PATH_IMAGE007
，决定了符号边沿的估计误差精度由式（1）表示，总分段数
Figure 883642DEST_PATH_IMAGE024
决定了各支路中FIFO的存储深度，本申请实施例的方案中，总分段数
Figure 137905DEST_PATH_IMAGE024
的取值，可以与 FFT计算的点数
Figure 952278DEST_PATH_IMAGE041
的取值相同。
短时积分器的输出数据流
Figure 666418DEST_PATH_IMAGE032
缓存至对应的FIFO存储器中，即各短时积分器的 短时积分结果独立缓存，以供符号组合基础运算器组104访问。
短时积分器组103通过采用固定延时器组级联短时积分器，可以获取信号的短时特性，通过配置则可以适应任意符号速率下符号边沿、符号组合以及多普勒频率的三个维度的积分数据。
符号组合基础运算器组104进行完成各符号边沿估计支路的基础运算，并将其结果写入存储器，供符号组合迭代搜索器组105访问。一个实施例中的符号组合基础运算器组104包括有：依次连接的FFT处理器，乘法器以及存储器，符号组合基础运算器组104还可以接入或者包括有存储表。其中：
FFT处理器（图4及下述示例中以L点FFT处理器进行说明），用以采用符号分组数、组内符号数以及等效符号码元分段数的乘积结果作为补零傅里叶运算的计算有效点数，对各符号边沿估计支路的短时积分结果，进行补零快速傅里叶变换，获得补零傅里叶运算的瞬时频率结果。
乘法器，用以确定各所述补零傅里叶运算的瞬时频率结果对应的加权系数，将各路补零傅里叶运算的瞬时频率结果与对应的所述加权系数相乘，获得对应的基础运算结果。
存储器，用以存储乘法器计算获得的各基础运算结果。
一些实施例中，为了提高运算效率，符号组合基础运算器组104可以采用并行结构或半并行结构，同时完成多路符号边沿估计支路的基础运算，并将其结果同步写入多端口存储器，供符号组合迭代搜索器组105访问。此时，符号组合基础运算器组104还包括与L点FFT处理器连接的选择器，选择器还与数据处理控制器连接，其中：
选择器，用以从
Figure 792506DEST_PATH_IMAGE007
路符号边沿估计支路的短时积分结果（即存储器FIFO1、FIFO2…… FIFOR）中，选择符号边沿估计支路的短时积分结果。
此时，上述L点FFT处理器，用以对选择器选择的符号边沿估计支路的短时积分结果，进行补零FFT运算，获得补零FFT运算的瞬时频率结果。
在本申请下述各实施例中，以采用半并行结构，同时完成2路符号边沿估计支路的基础运算为例进行说明，此时，上述多端口存储器可以选用双端口存储器。
参考图3所示，以同时完成2路符号边沿估计支路的基础运算为例，上述选择器可 为
Figure 991406DEST_PATH_IMAGE007
选2复用选择器，上述L点FFT处理器可为2路L点FFT处理器，上述乘法器和存储器均包 括两个，即符号组合基础运算器组104包括有：
Figure 286383DEST_PATH_IMAGE007
选2复用选择器,2路L点FFT处理器，第一乘 法器，第二乘法器，第一存储器以及第二存储器。符号组合基础运算器组104还可以接入或 者包括有存储表。其中：
Figure 669960DEST_PATH_IMAGE007
选2复用选择器，用以从
Figure 424290DEST_PATH_IMAGE007
路符号边沿估计支路的短时积分结果（即存储器FIFO1、 FIFO2……FIFOR）中，选择2路符号边沿估计支路的短时积分结果。
Figure 521821DEST_PATH_IMAGE007
选2复用选择器将所有支路中两两为一组进行分配，第一支路与第二支路一组，第三支路与第四支路一组…… 依次类推。
2路L点FFT处理器，用以对
Figure 599684DEST_PATH_IMAGE007
选2复用选择器选择的两路符号边沿估计支路的短时 积分结果分别进行补零FFT运算，获得对应的补零FFT运算短时积分结果。
第一乘法器，用以确定2路L点FFT处理器计算获得的其中一路补零FFT运算的瞬时频率结果对应的加权系数，并将该路补零FFT运算的瞬时频率结果与对应的加权系数相乘，获得对应的基础运算结果。
第二乘法器，用以确定2路L点FFT处理器计算获得的另一路补零FFT运算的瞬时频率结果对应的加权系数，并将该路补零FFT运算的瞬时频率结果与对应的加权系数相乘，获得对应的基础运算结果。
第一存储器以及第二存储器，用以分别存储第一乘法器和第二乘法器计算获得的各基础运算结果。
2路L点FFT处理器中，包含有基础运算单元，通过补零FFT后的加权运算获得遍历基础数据，并将其写进存储器，供符号组合迭代搜索器组105访问。相应的，符号组合遍历的基础运算单元的计算表达式为：
Figure 732987DEST_PATH_IMAGE042
，
Figure 867166DEST_PATH_IMAGE043
式（3）
式中，第一项
Figure 510637DEST_PATH_IMAGE044
为加权旋转因子，
Figure 760918DEST_PATH_IMAGE045
为L点补零FFT运算式。
Figure 348894DEST_PATH_IMAGE045
包含了符号 位
Figure 427709DEST_PATH_IMAGE046
和频率检测单元
Figure 551785DEST_PATH_IMAGE047
两个维度的数据，
Figure 323432DEST_PATH_IMAGE048
表示各分组下的等效符号序 号，
Figure 664283DEST_PATH_IMAGE043
表示直接进行FFT计算的频率检测单元，
Figure 907308DEST_PATH_IMAGE049
表示对积 分数据的顺序分组序号，其中，
Figure 259792DEST_PATH_IMAGE001
为符号分组数，
Figure 326974DEST_PATH_IMAGE002
为每个符号分组的组内符号数，它们 与等效积分时长内总的符号数
Figure 764909DEST_PATH_IMAGE004
之间的关系为：
Figure 811624DEST_PATH_IMAGE005
。
由此可得短时积分器组103中各FIFO存储器中的缓存数据的深度，即总分段数或 者降采样点数
Figure 408828DEST_PATH_IMAGE024
的取值计算式：
Figure 522277DEST_PATH_IMAGE006
。其中，
Figure 339186DEST_PATH_IMAGE006
可根据式（3）中对
Figure 422548DEST_PATH_IMAGE023
,
Figure 484045DEST_PATH_IMAGE050
,
Figure 394495DEST_PATH_IMAGE046
定义的最大取值的映射地址为
Figure 197234DEST_PATH_IMAGE051
进行推导获得。
通常情况下，补零FFT的计算点数取为2的整数次幂，以便采用基2算法实现，即：
Figure 225233DEST_PATH_IMAGE052
。本申请实施例中，为了统一参数，对数据缓存深度进行约束，将补零FFT的 计算点数取值为2的整数次幂，即有
Figure 767335DEST_PATH_IMAGE053
成立。因此，根据直接FFT计算的物理分辨率，可 得无模糊的直接频率检测精度为：
Figure 81642DEST_PATH_IMAGE054
。
以1路符号边沿估计支路对应的短时积分结果（也可称为短时积分输出数据流）的基础运算过程为例，其数据流处理过程可以是如下所述。
首先，结合短时积分输出数据流，确定基础运算单元
Figure 981465DEST_PATH_IMAGE055
的数据存储地址映射 表，如表1a-1b所示。
表1a
Figure 173674DEST_PATH_IMAGE056
表1b（接上表1a）
Figure 599976DEST_PATH_IMAGE057
基础运算单元
Figure 960550DEST_PATH_IMAGE055
的数据存储地址为存储器拆分地址，分别包括基地址与偏移地 址。其中，基地址由
Figure 239347DEST_PATH_IMAGE001
个数据块组成，每个数据块对应如式（4）所示的符号组合序号
Figure 609149DEST_PATH_IMAGE058
的格 雷码因式分解符号位参数
Figure 358799DEST_PATH_IMAGE046
，其取值范围为
Figure 781952DEST_PATH_IMAGE048
，偏移地址对应FFT计算的 频率检测单元序号
Figure 390788DEST_PATH_IMAGE047
，其取值范围为
Figure 954494DEST_PATH_IMAGE043
。
然后，根据符号组合基础运算计算表达式（3）以及基础运算单元的存储地址映射表1a-1b，确定FFT运算器的工作模式及其输入数据流。
一个实施例中的FFT运算器的输入数据流如图5所示，图中箭头表示数据的流向， 图示中是以2个分组数据进行举例说明，图5所示中，包含的
Figure 325694DEST_PATH_IMAGE004
个符号划分为
Figure 293650DEST_PATH_IMAGE001
个符号分 组，每个分组数据包括
Figure 514416DEST_PATH_IMAGE002
个符号数据，每个符号数据被划分为
Figure 852119DEST_PATH_IMAGE003
个等效符号码元分段，结 合FFT计算的点数
Figure 717307DEST_PATH_IMAGE041
，进行
Figure 980798DEST_PATH_IMAGE059
点补零。即每次进行FFT计算时，都包含有
Figure 455904DEST_PATH_IMAGE003
点有效数据和 L点补零数据。本实施例中采用经典的基2突发工作模式，每次FFT计算输入
Figure 705619DEST_PATH_IMAGE003
点有效数据进 行
Figure 549947DEST_PATH_IMAGE041
点FFT运算。图5中：
Figure 485805DEST_PATH_IMAGE060
表示第1个顺序分组下的第0个符号数据的第0个码元分段，
Figure 556529DEST_PATH_IMAGE061
表示第1个顺序 分组下的第0个符号数据的第1个码元分段，
Figure 149DEST_PATH_IMAGE062
表示第1个顺序分组下的第0个符号 数据的第
Figure 200448DEST_PATH_IMAGE063
个码元分段；
Figure 681108DEST_PATH_IMAGE064
表示第1个顺序分组下的第1个符号数据的第0个码元分段，
Figure 98183DEST_PATH_IMAGE065
表示第1 个顺序分组下的第1个符号数据的第1个码元分段，
Figure 955280DEST_PATH_IMAGE066
表示第1个顺序分组下的第 1个符号数据的第
Figure 275665DEST_PATH_IMAGE063
个码元分段；
类似地，
Figure 51860DEST_PATH_IMAGE067
表示第1个顺序分组下的第
Figure 97177DEST_PATH_IMAGE068
个符号数据的第0个码元 分段，
Figure 360626DEST_PATH_IMAGE069
表示第1个顺序分组下的第
Figure 768474DEST_PATH_IMAGE068
个符号数据的第1个码元分 段，
Figure 482614DEST_PATH_IMAGE070
表示第1个顺序分组下的第
Figure 749648DEST_PATH_IMAGE068
个符号数据的第
Figure 338761DEST_PATH_IMAGE063
个码元分段。
可见，每个符号分组下有
Figure 102580DEST_PATH_IMAGE002
个符号数据，每个符号数据被分为
Figure 361523DEST_PATH_IMAGE003
个码元分段，即 划分为
Figure 240486DEST_PATH_IMAGE003
个短时积分序列。结合FFT计算的点数
Figure 977498DEST_PATH_IMAGE041
，在进行FFT处理时，需要先进行补零操 作，补齐
Figure 126982DEST_PATH_IMAGE059
个分段，每个分段均补
Figure 556826DEST_PATH_IMAGE002
个零，以便进行
Figure 657506DEST_PATH_IMAGE041
点的FFT操作。
因此，FFT运算器在进行FFT运算时，对第1个顺序分组下的第0个符号数据的
Figure 89887DEST_PATH_IMAGE003
个 码元分段
Figure 733358DEST_PATH_IMAGE060
、
Figure 927579DEST_PATH_IMAGE061
……
Figure 656500DEST_PATH_IMAGE062
补
Figure 361413DEST_PATH_IMAGE059
个零后进行FFT运算处理，然后对第1个顺序 分组下的第1个符号数据的M个码元分段
Figure 859391DEST_PATH_IMAGE064
、
Figure 490092DEST_PATH_IMAGE065
……
Figure 706310DEST_PATH_IMAGE066
补
Figure 214914DEST_PATH_IMAGE059
个零 后进行FFT运算处理，以此类推，直至对第1个顺序分组下的第
Figure 567398DEST_PATH_IMAGE002
个符号数据的
Figure 634580DEST_PATH_IMAGE003
个码元分 段
Figure 72514DEST_PATH_IMAGE067
、
Figure 119230DEST_PATH_IMAGE069
……
Figure 591800DEST_PATH_IMAGE070
补
Figure 564304DEST_PATH_IMAGE059
个零后进行FFT运算 处理。然后，对第2个顺序分组下的第0个符号数据的
Figure 489534DEST_PATH_IMAGE003
个码元分段
Figure 605520DEST_PATH_IMAGE071
、
Figure 791651DEST_PATH_IMAGE072
……
Figure 76002DEST_PATH_IMAGE073
、
Figure 114627DEST_PATH_IMAGE074
补
Figure 877047DEST_PATH_IMAGE059
个零后进行FFT运算处 理，然后对第2个顺序分组下的第1个符号数据的
Figure 183263DEST_PATH_IMAGE003
个码元分段
Figure 638515DEST_PATH_IMAGE074
、
Figure 164437DEST_PATH_IMAGE075
……
Figure 730547DEST_PATH_IMAGE076
补
Figure 891270DEST_PATH_IMAGE059
个零后进行FFT运算处理，以此类 推，直至对第2个顺序分组下的第
Figure 517424DEST_PATH_IMAGE002
个符号数据的
Figure 530641DEST_PATH_IMAGE003
个码元分段
Figure 634864DEST_PATH_IMAGE077
、
Figure 915672DEST_PATH_IMAGE078
……
Figure 712727DEST_PATH_IMAGE079
补
Figure 213241DEST_PATH_IMAGE059
个零后进行FFT运算处理。
最后，根据FFT运算器输出数据流，确定加权系数的同步生成时序、数据存储表及其初始化方法，通过同步乘法器完成基础运算单元的计算与表1a-1b的存储映射。
一个实施例中的FFT运算器输出数据流如图6所示，图中箭头表示数据的流向，每 个信息位对应L个FFT计算的频率单元数据。图6所示中，
Figure 245788DEST_PATH_IMAGE080
、
Figure 256469DEST_PATH_IMAGE081
、
Figure 850524DEST_PATH_IMAGE082
…
Figure 946656DEST_PATH_IMAGE083
、
Figure 517314DEST_PATH_IMAGE084
表示对第1个顺序分组下的第0个符号，完成
Figure 648081DEST_PATH_IMAGE041
点补零FFT运算后的 结果，即
Figure 413037DEST_PATH_IMAGE041
个频率单元检测数据。余下的以此类推。在完成第1个顺序分组下的第0个符号的
Figure 996465DEST_PATH_IMAGE041
点补零FFT运算后，对第1个顺序分组下的第1个符号进行
Figure 370815DEST_PATH_IMAGE041
点补零FFT运算，以此类推，直 至第1个顺序分组下的最后一个符号（第
Figure 356088DEST_PATH_IMAGE068
个符号）完成
Figure 291946DEST_PATH_IMAGE041
点补零FFT运算。在第1个顺 序分组的各符号均被处理完毕后，再依次对第2个顺序分组下的第0至
Figure 362670DEST_PATH_IMAGE068
个符号进行
Figure 540710DEST_PATH_IMAGE041
点补零FFT运算。
根据式（3）可知，加权系数
Figure 380490DEST_PATH_IMAGE044
与FFT运算器的输出
Figure 776266DEST_PATH_IMAGE045
同步相乘，获得符号组 合基础运算器组104基础运算单元的各基础运算结果
Figure 68707DEST_PATH_IMAGE055
，并存储在对应的存储器中，因 此图5所示即为加权系数的同步生成时序。
其中，加权系数数据存储表是指完成FFT运算器输出数据加权乘法的数据来源，其 初始化过程可以采用基于查找表的直接数字频率合成器（Direct Digital Synthesizer， DDS）快速实现加权旋转因子的初始化生成计算，其中查找表的深度为L，每L个样本对应的 频率控制字为
Figure 784859DEST_PATH_IMAGE085
。
符号组合迭代搜索器组105包含有符号组合迭代搜索单元（本申请实施例的图示 中也简称为迭代搜索单元），本申请实施例中，可以包括时分复用的多个迭代搜索单元，图3 所示的示例中，是以2路并行的符号组合迭代搜索单元为例进行说明，通过时分复用迭代搜 索单元完成分组内所有符号组合的遍历计算，同时采用模值搜索获得符号匹配的等效相干 积分值。符号组合迭代搜索器组105用逐比特累加合成法进行迭代搜索，每个迭代搜索单元 需要遍历计算的符号组合总数为
Figure 105244DEST_PATH_IMAGE086
种，通过访问存储表1a-1b的基础运算单元
Figure 756805DEST_PATH_IMAGE055
就可完成计算。
迭代搜索单元的符号组合迭代搜索的首要任务，是组内匹配符号组合下的频域相干积分值的搜索过程，其次就是组间逐比特合成积分值的峰值搜索过程。具体地，是进行符号分组内的符号组合与瞬时频率二维峰值搜索，获得符号分组各组内符号匹配的各瞬时频率等效相干积分值，然后对所述符号分组各组内符号匹配的各瞬时频率等效相干积分值进行组间逐比特合成积分值的峰值比较，获得各符号边沿的剥离调制信息后的各瞬时频率等效相干积分值。下面结合数据流处理分别进行举例说明。
首先，是组内匹配符号组合下的频域相干积分值的搜索过程。
组内匹配符号组合下的频域相干积分值的搜索过程，是以组内符号组合下的频域 峰值
Figure 926755DEST_PATH_IMAGE087
为判断依据，逐次比较所有符号组合，获得匹配的符号组合，并独立存储其相干 积分值
Figure 321965DEST_PATH_IMAGE088
，其数据流处理示意图如图7所示，图中箭头表示数据的流向与搜索判决过程。
其中，所有符号组合遍历计算的等效积分模型为：
Figure 496856DEST_PATH_IMAGE089
，
Figure 584898DEST_PATH_IMAGE043
式中，
Figure 976565DEST_PATH_IMAGE090
表示组内所需遍历的符号组合序号，
Figure 909886DEST_PATH_IMAGE091
表示第
Figure 204863DEST_PATH_IMAGE050
组内第
Figure 463806DEST_PATH_IMAGE058
种符号组合取值序列。采用格雷码因式分解方法对上式进行变型，可得各分组中 迭代运算单元的计算过程如下所述：
第0种（初始）符号组合下的等效相干积分计算表达式为：
Figure 77190DEST_PATH_IMAGE092
，
Figure 79781DEST_PATH_IMAGE043
式（4）
第
Figure 494844DEST_PATH_IMAGE093
种符号组合下的等效相干积分计算表达式为：
Figure 659109DEST_PATH_IMAGE094
，
Figure 759790DEST_PATH_IMAGE043
式（5）
式中，
Figure 926591DEST_PATH_IMAGE095
表示组内迭代计算对应的计算符号位，
Figure 304483DEST_PATH_IMAGE096
表示组内迭代运算对应的计算符号幂的指数。迭代运算参数
Figure 29862DEST_PATH_IMAGE058
、
Figure 493204DEST_PATH_IMAGE046
和
Figure 463697DEST_PATH_IMAGE097
的关系满足格雷码因式分解公式，即：
Figure 961674DEST_PATH_IMAGE098
式（6）
上述迭代运算过程中，采用模值进行峰值搜索，因此参与迭代搜索的基础运算单元数 只需
Figure 592376DEST_PATH_IMAGE068
个，所有符号组合的迭代运算过程只与基础运算单元
Figure 808593DEST_PATH_IMAGE055
有关，两者属于相 对独立的级联单元。
将迭代计算式（4）与式（5）代入图7，将计算过程展开，可得出组内符号组合与频率单元的迭代计算过程的示意图如图8所示。根据迭代计算顺序，依次展开后的输入数据流和搜索存储处理流程如图9所示。
图9中，搜索存储处理流程采用不同的箭头形式进行示例说明。例如，箭头的指向 串联起来，即“
Figure 317197DEST_PATH_IMAGE099
”，代表的是迭代搜索的处理顺序；箭头指向的数据，即“
Figure 669681DEST_PATH_IMAGE100
”，代表的是处理顺序下的数据流；两个箭头首尾直接连接时的数据，即“
Figure 471284DEST_PATH_IMAGE101
”，代 表并行数据流；两个箭头首尾间断连接中的数据，即“
Figure 909219DEST_PATH_IMAGE102
”，代表串行数据流；处理步骤 中的“
Figure 221514DEST_PATH_IMAGE103
”代表将存储器A中的数据全部映射进存储器B，此时刻指示的处理步骤实 际为映射首地址数据准备。
图9中，输入数据流从基础运算单元的存储器中按照设定的地址依次读出，该地址 又根据当前计算的符号组合序号
Figure 428504DEST_PATH_IMAGE104
按照式（6）所示的格雷码因式分解方式产生，其中分解参 数
Figure 666587DEST_PATH_IMAGE105
作为地址，分解参数
Figure 217917DEST_PATH_IMAGE106
作为迭代计算符号判决量。
基础运算单元数据访问地址可分为不同时序下的三类搜索，即组内第0种（初始） 符号组合下的峰值搜索，组内第
Figure 442225DEST_PATH_IMAGE107
种符号组合下的峰值搜索以及组间逐比特估计 合成积分峰值搜索。
式（4）的格雷码因式分解方式，可以采用查找表的方式实现。根据迭代搜索过程的 符号组合遍历顺序，可将格雷码分解参数
Figure 893934DEST_PATH_IMAGE105
，
Figure 178285DEST_PATH_IMAGE106
合并作为存储位宽，符号组合遍历序号
Figure 951331DEST_PATH_IMAGE104
作为 存储地址。通过
Figure 979330DEST_PATH_IMAGE104
的取值范围（
Figure 285547DEST_PATH_IMAGE108
），可确定存储地址的最大包络为
Figure 740799DEST_PATH_IMAGE109
，通 过
Figure 266720DEST_PATH_IMAGE105
的取值范围（
Figure 832831DEST_PATH_IMAGE110
），以及
Figure 993554DEST_PATH_IMAGE106
的取值范围（
Figure 619707DEST_PATH_IMAGE111
），可确定存储位宽最大包络。 由于参数
Figure 367346DEST_PATH_IMAGE106
二进制分解值的最低位即可用于符号判决，因此存储位宽最大包络定义为
Figure 861781DEST_PATH_IMAGE112
，最大组内跨信息数
Figure 17956DEST_PATH_IMAGE113
直接确定格雷码分解参数的存储字长。
最后，在各组匹配符号组合下的相干积分值
Figure 441109DEST_PATH_IMAGE114
的基础上，通过组间逐比特位估 计合成积分值进行峰值搜索。本申请实施例中将分组数
Figure 49945DEST_PATH_IMAGE115
固定设置为2，此时的综合检测性 能最优。将分组1与分组2的匹配符号组合相干积分值
Figure 82492DEST_PATH_IMAGE116
与
Figure 93173DEST_PATH_IMAGE117
均映射到存储器B，从而 达到共享状态控制信号的目的，其逐比特合成积分序列峰值搜索的输入数据流和搜索存储 处理流程示意图如图10所示。图10中箭头的意义与图9中的相同，处理步骤中的“
Figure 687228DEST_PATH_IMAGE118
”代表 输出的频率积分合成值作为门限检测量输入值并缓存输出作为调试观测数据；“
Figure 783360DEST_PATH_IMAGE119
”代表频 率检测引索号；“
Figure 619598DEST_PATH_IMAGE120
”代表频率检测引索号对应的多普勒频率检测值。
符号组合迭代搜索器组105，通过采用逐比特累加合成法，将各组符号匹配等效积 分值进行相干合成，从而获得边沿支路下，等效积分时长
Figure 750365DEST_PATH_IMAGE121
内剥离调制信息后的等效积 分值。其中，逐比特累加合成法的信号处理过程如下所述：
当
Figure 515321DEST_PATH_IMAGE122
时，有：
Figure 833170DEST_PATH_IMAGE123
，
Figure 473098DEST_PATH_IMAGE124
式（7）
当
Figure 61033DEST_PATH_IMAGE125
时，有：
Figure 370792DEST_PATH_IMAGE126
，
Figure 300570DEST_PATH_IMAGE124
式（8）
式中，
Figure 353977DEST_PATH_IMAGE127
表示第
Figure 819856DEST_PATH_IMAGE128
组中各数字频率单元对应的符号匹配等效相干积分值，函数
Figure 300516DEST_PATH_IMAGE129
表示当
Figure 983170DEST_PATH_IMAGE130
取大值时，
Figure 574688DEST_PATH_IMAGE105
的取值。
依此迭代方法进行计算，直到完成
Figure 160652DEST_PATH_IMAGE131
个符号分组下的逐比特合成，其等效的计算 表达式为：
Figure 812214DEST_PATH_IMAGE132
，
Figure 716585DEST_PATH_IMAGE124
上述模型中，去掉下标
Figure 111794DEST_PATH_IMAGE104
表示符号匹配数据类型，
Figure 552265DEST_PATH_IMAGE133
表示各数字频率单元下剥离N 个符号调制信息后的等效积分值。
如上所述的符号组合迭代搜索，通过逐比特累加合成法完成跨
Figure 374727DEST_PATH_IMAGE134
个符号的等效积 分，只需要进行
Figure 766394DEST_PATH_IMAGE135
种符号组合的遍历计算，相比于直接符号组合遍历的呈指数递增 的
Figure 591393DEST_PATH_IMAGE136
种，有效的降低了计算复杂度。
具体地，在实施过程中，结合图7、图8、图9、图10所示，迭代搜索单元的迭代搜索过程，是先进行组内匹配符号组合下的频域相干积分值的搜索过程，然后进行组间逐比特合成积分值的峰值搜索过程。
在迭代搜索的过程中，首先，先进行如图7所示的组内匹配符号组合下的频域相干 积分值的搜索过程，以组内符号组合下的频域峰值
Figure 260272DEST_PATH_IMAGE137
为判断依据，逐次比较所有符号组 合，获得匹配的符号组合，并独立存储其相干积分值
Figure 378269DEST_PATH_IMAGE138
。具体地：
在迭代的初始阶段，
Figure 132599DEST_PATH_IMAGE139
。
针对第0种（初始）符号组合，采用公式（4）计算获得第0种（初始）符号组合下的各 等效相干积分值
Figure 761288DEST_PATH_IMAGE140
、
Figure 284674DEST_PATH_IMAGE141
……
Figure 573573DEST_PATH_IMAGE142
、
Figure 815198DEST_PATH_IMAGE143
。
具体地，可以是将
Figure 981999DEST_PATH_IMAGE144
、
Figure 359891DEST_PATH_IMAGE145
……
Figure 85271DEST_PATH_IMAGE146
串联后进行求和，即将地址
Figure 548613DEST_PATH_IMAGE144
、
Figure 519105DEST_PATH_IMAGE145
……
Figure 876137DEST_PATH_IMAGE146
的短时积分结果串联求和，获得
Figure 647784DEST_PATH_IMAGE147
，并存储到存 储器A的对应位置。然后将
Figure 224521DEST_PATH_IMAGE148
、
Figure 107027DEST_PATH_IMAGE149
……
Figure 584144DEST_PATH_IMAGE150
串联后进行求和，获得
Figure 526693DEST_PATH_IMAGE151
，并存储到存储器A的对应位置。余下的以此类推，直至对
Figure 590726DEST_PATH_IMAGE152
、
Figure 276922DEST_PATH_IMAGE153
……
Figure 608546DEST_PATH_IMAGE154
串联后进行求和，获得
Figure 721996DEST_PATH_IMAGE155
，并存储到存储器A的对应位置。
其中，
Figure 273325DEST_PATH_IMAGE140
表示第0种符号组合下，偏移地址为0或者0号频率检测单元的等效相 干积分值，
Figure 497633DEST_PATH_IMAGE141
表示第0种符号组合下，偏移地址为1或者1号频率检测单元的等效相干积 分值，余下的以此类推。在获得
Figure 949343DEST_PATH_IMAGE143
之后，实际上是完成了存储器1的当前的短时积 分结果的搜索过程，因此，可独立存储组内符号组合下的频域峰值
Figure 968114DEST_PATH_IMAGE156
作为判断依据，记 组内符号组合下的频域峰值为
Figure 6740DEST_PATH_IMAGE157
，则有
Figure 34739DEST_PATH_IMAGE158
。然后将
Figure 340955DEST_PATH_IMAGE140
、
Figure 796207DEST_PATH_IMAGE141
……
Figure 56550DEST_PATH_IMAGE142
、从存储器A映射到存储器B，进入对存储器2的迭代搜索处理。
然后，进入针对后续的第1种符号组合（
Figure 747294DEST_PATH_IMAGE159
）的迭代过程。
针对第1种符号组合（
Figure 48962DEST_PATH_IMAGE159
）基于公式（6）分解得出
Figure 301214DEST_PATH_IMAGE160
,从而采用公式 （5）计算获得第1种（初始）符号组合下的各等效相干积分值
Figure 422754DEST_PATH_IMAGE161
、
Figure 917189DEST_PATH_IMAGE162
……
Figure 73364DEST_PATH_IMAGE163
、
Figure 496518DEST_PATH_IMAGE164
。
鉴于分解出的迭代计算符号判决量
Figure 105353DEST_PATH_IMAGE165
，可以在上一次计算获得的等效相干积分值 的基础上，通过并行的方式计算获得当前的等效相干积分值，即、
Figure 137900DEST_PATH_IMAGE166
，
Figure 148582DEST_PATH_IMAGE167
……
Figure 830771DEST_PATH_IMAGE168
。计算获得的等效相干积分值
Figure 51537DEST_PATH_IMAGE161
、
Figure 389240DEST_PATH_IMAGE162
……
Figure 254427DEST_PATH_IMAGE164
可存储在存储器A的相应位置。
在计算获得
Figure 517918DEST_PATH_IMAGE161
、
Figure 101347DEST_PATH_IMAGE162
……
Figure 242740DEST_PATH_IMAGE164
之后，确定组内符号下的频域峰值
Figure 87068DEST_PATH_IMAGE169
，并结合组内符号下的频域峰值更新组内符号组合下的频域峰值。具体地，由于此时 已有
Figure 396827DEST_PATH_IMAGE158
，则若
Figure 93650DEST_PATH_IMAGE170
，则用
Figure 147056DEST_PATH_IMAGE169
更新
Figure 111470DEST_PATH_IMAGE157
，即
Figure 592130DEST_PATH_IMAGE171
，否则，维持
Figure 776249DEST_PATH_IMAGE158
不变。然后将
Figure 492401DEST_PATH_IMAGE161
、
Figure 186688DEST_PATH_IMAGE162
……
Figure 729927DEST_PATH_IMAGE164
从存储器A映射到存储器B，从而达 到共享控制状态信号的目的。
余下的以此类推，直至完成的第
Figure 509664DEST_PATH_IMAGE172
种符号组合的迭代搜索过程，获 得在各组组内符号匹配的频率维等效相干积分值
Figure 29507DEST_PATH_IMAGE173
、
Figure 843879DEST_PATH_IMAGE174
……
Figure 292440DEST_PATH_IMAGE175
。
然后在各组匹配符号组合下的相干积分值
Figure 559474DEST_PATH_IMAGE173
、……
Figure 883008DEST_PATH_IMAGE175
的基础上，通过 组间逐比特累加合成的方式，对各组符号匹配等效积分值进行相干合成，从而获得各边沿 之路下，等效积分时长
Figure 177985DEST_PATH_IMAGE121
内剥离调制信息后的等效积分值。具体地，采用逐比特累加合成 法，将各符号分组的组内符号匹配等效积分值进行相干合成，获得对应的符号边沿的边沿 支路的等效积分时长内剥离调制信息后的频率维等效相干积分值。
其中，针对顺序分组
Figure 171349DEST_PATH_IMAGE176
，等效积分时长
Figure 50312DEST_PATH_IMAGE121
内剥离调制信息后的等效积分值 为
Figure 787324DEST_PATH_IMAGE177
，其中
Figure 936808DEST_PATH_IMAGE178
。
针对其他顺序分组（
Figure 366652DEST_PATH_IMAGE179
），等效积分时长
Figure 732911DEST_PATH_IMAGE121
内剥离调制信息后的等效积分值 为
Figure 8035DEST_PATH_IMAGE180
，其中，
Figure 277604DEST_PATH_IMAGE181
,
Figure 612771DEST_PATH_IMAGE127
表示第
Figure 466326DEST_PATH_IMAGE115
组中各 数字频率单元对应的符号匹配等效相干积分值，函数
Figure 171239DEST_PATH_IMAGE129
表示当
Figure 669217DEST_PATH_IMAGE130
取大值 时，
Figure 565497DEST_PATH_IMAGE182
的取值。
从而基于上述过程，在残余的信息边沿与频率二维数据的等效积分值基础上，通 过提取频率单元对应的所有边沿数据的峰值，将二维数据降低成只有频率单元的一维数 据，获得各符号边沿的频率维等效相干积分值
Figure 516136DEST_PATH_IMAGE183
……
Figure 24740DEST_PATH_IMAGE184
。
采用时分复用的方式循环符号组合迭代搜索器组105的上述处理过程，获得剥离 调制信息符号后的频率维等效积分值
Figure 377224DEST_PATH_IMAGE185
、
Figure 444406DEST_PATH_IMAGE186
……
Figure 882340DEST_PATH_IMAGE187
与符号边沿的等效积分值
Figure 929056DEST_PATH_IMAGE183
……
Figure 526259DEST_PATH_IMAGE184
。
数据处理控制器106用以完成检测量、符号边沿估计及频率插值计算输入数据的实时提取。具体地，基于所述各符号边沿与各瞬时频率等效相干积分值，提取峰值对应的各瞬时频率等效相干积分值，并获取所述峰值对应的边沿参数与频率参数。
具体地，数据处理控制器106在符号组合迭代搜索器组105计算获得的数据流（频 率维等效积分值
Figure 639709DEST_PATH_IMAGE185
、
Figure 191038DEST_PATH_IMAGE186
……
Figure 415346DEST_PATH_IMAGE187
与符号边沿的等效积分值
Figure 601477DEST_PATH_IMAGE183
……
Figure 885828DEST_PATH_IMAGE184
）的 约束下，采用冒泡比较法分两路比较路径同时提取参数：
其中一路，按照先边沿后频率的比较路径，提取频率维映射数据作为门限检测数据，进 行门限判决处理；另一路按照先频率后边沿的比较路径，提取各边沿支路的峰值数据，并取 其峰值数据对应的边沿参数作为边沿估计值，同时存储峰值数据对应的频率数据
Figure 901016DEST_PATH_IMAGE188
，供 专用的频率插值计算器访问。
由于如上所述的处理过程实现了高斯噪声特性下等效积分时长内的符号剥离，恢 复了正弦载波的频域特性，因此可采用正弦波频率估计方法获得高精度的频率估计值
Figure 929014DEST_PATH_IMAGE189
。
专用频率插值计算器107，在输入数据
Figure 235231DEST_PATH_IMAGE190
基础上实现对直接FFT频率估计的实 时插值计算。其基于各符号边沿与各瞬时频率二维峰值对应的各瞬时频率等效相干积分值 和频率参数进行频率插值估计，获得频率估计值。
其中，输入数据
Figure 424904DEST_PATH_IMAGE190
等效为剥离
Figure 950825DEST_PATH_IMAGE134
个调制信息符号后，恢复正弦频域特性的FFT 计算频域序列值。
具体地，专用频率插值计算器107采用修正的Rife插值法，首先
Figure 516936DEST_PATH_IMAGE191
作为 修正方向
Figure 943238DEST_PATH_IMAGE192
的判决，然后，针对真实频率接近两相邻谱线中点时（修正因子
Figure 303812DEST_PATH_IMAGE193
），Rife法具有估计误差小（接近CRLB）和误判概率小的特点，利用频移技术将信 号的频谱向左或向右移动
Figure 317030DEST_PATH_IMAGE194
量化单位，使被估计频率尽可能接近两相邻谱线中点，最后再 估计，从而实现全频段良好的频率估计性能。
其中，频移因子
Figure 686831DEST_PATH_IMAGE194
与修正因子
Figure 702061DEST_PATH_IMAGE195
满足关系：。
频移因子为：
Figure 125214DEST_PATH_IMAGE196
频移技术和频谱细化技术，改进Rife法的频率估计值
Figure 734050DEST_PATH_IMAGE189
计算公式可以为：
Figure 32176DEST_PATH_IMAGE197
式中，
Figure 42857DEST_PATH_IMAGE198
为谱峰对应的频率采样点位置。
码多普勒补偿与门限判决108和延时等待使能输出模块109实现DSSS- PSK兼容 PSK有效输出中的参数换算与时序控制流程。从起始积分时刻启动计时，利用估计的载波频 率值
Figure 636912DEST_PATH_IMAGE189
进行码多普勒补偿计算获得近似准确的码速率，通过设置的伪码周期配置参数实现 伪码整周期时延量的计算，同时提取检测量进行门限判决，若成功检测，则在延时等待时刻 使能参数估计结果输出，否则，重新进行参数估计。
具体地，码多普勒补偿与门限判决108，根据所述各瞬时频率等效相干积分值的平方模值，搜索频率主峰与最大旁瓣值，并利用所述搜索频率主峰与最大旁瓣值的比值作为门限检测量；基于符号匹配与失配的频域分布特性设定检测阈值进行门限判决。
码多普勒补偿与门限判决108在进行门限判决时，利用信息遍历过程中的失配与匹配单元在最恶劣模式下的差异性，提取频率主峰与最大旁瓣值之比作为门限检测量进行有效性判决，其判决的基本原理是理想信噪比条件下，任意信息调制模式的匹配峰值与失配峰值之间存在一定的门限设置余量。
码多普勒补偿与门限判决108在进行门限判决时，采用边沿映射到频率维的主峰值与最大旁瓣值之比作为检测量进行门限判决，其判决的理论依据是常发01符号信息下的频域多峰分布与剥离调制信息符号下的频域单峰之间存在一定的门限设计余量。
其中，最大旁瓣值筛选的逻辑关系如表2所示。
表2
Figure 733044DEST_PATH_IMAGE199
表2中，②/③/④分别指代检测维度的第二/第三/第四大值。
Figure 569282DEST_PATH_IMAGE200
/
Figure 434470DEST_PATH_IMAGE201
分别指代 峰值相邻左/右边检测值，下标“
Figure 199426DEST_PATH_IMAGE119
”表示它们对应的伪码相位引索号。
若门限判决有效，则码多普勒补偿与门限判决108利用高精度频率估计值通过码多普勒与载波多普勒的运动关系进行延时补偿计算，通过配置参数在整数倍伪码周期时刻使能估计输出结果，其计算式及其约束条件为：
Figure 782854DEST_PATH_IMAGE202
式（9）
式中，
Figure 157203DEST_PATH_IMAGE203
定义为起始积分时刻到完成参数估计时刻的总耗时，该值与实现结构、时 钟速率以及调制参数相关，
Figure 142477DEST_PATH_IMAGE204
定义为起始积分时刻到整数倍伪码周期时刻的总时长，
Figure 78334DEST_PATH_IMAGE205
为
Figure 149058DEST_PATH_IMAGE204
跨越的伪码整周期数，
Figure 327099DEST_PATH_IMAGE206
为伪码长度，
Figure 166879DEST_PATH_IMAGE207
为系统工作的标称射频频点。
若门限判决无效，则返回混频与解扩器101对原始数字中频信号
Figure 273637DEST_PATH_IMAGE208
进行混频处 理或者混频解扩处理的处理过程，或者延时积分器组进行多个延时时长的延时得到多个符 号边沿延时信号的过程，重新开始参数估计。
延时等待使能输出模块109，在起始积分时刻与参数估计结果使能输出时刻，通过计算的伪码整周期时延控制保持码相位一致。具体地，利用伪码多普勒频率估计值进行伪码多普勒补偿计算，获得近似准确码速率；通过设置的伪码周期配置参数以及近似准确码速率，计算伪码整周期时延量；在伪码整周期时延量的延时等待时刻，输出伪码多普勒频率估计值和符号边沿估计值。
参考图11所示的延时等待使能输出模块109的处理时序关系图，
Figure 566078DEST_PATH_IMAGE204
表示起始 积分时刻到整数倍伪码周期时刻的总时长，通过参数配置计算完成，计算表达式如式（7）所 示，
Figure 547810DEST_PATH_IMAGE203
表示起始积分时刻到完成参数估计时刻的总耗时，
Figure 868195DEST_PATH_IMAGE209
表示各符号边沿估计的 短时积分数据缓存时间，
Figure 519756DEST_PATH_IMAGE210
表示处理空闲等待时间，或称为处理时序余量，
Figure 689706DEST_PATH_IMAGE211
表示三 维遍历搜索的计算时间。
其中，所述的参数配置为最小的伪码周期数
Figure 84915DEST_PATH_IMAGE212
，其取值计算表达式根据式 （7）的变型获得：
Figure 259807DEST_PATH_IMAGE213
式（8）
式中，
Figure 347849DEST_PATH_IMAGE214
表示向上取整计算，
Figure 739516DEST_PATH_IMAGE215
为残留载波多普勒频偏的不确定度。
式（8）中的起始积分时刻到完成参数估计时刻总耗时
Figure 938416DEST_PATH_IMAGE203
的评估计算模型为：
Figure 967814DEST_PATH_IMAGE216
式（9）
式（9）中的
Figure 226757DEST_PATH_IMAGE217
表示基础运算耗时，
Figure 105720DEST_PATH_IMAGE218
表示组内符号组合迭代搜索耗时，
Figure 842732DEST_PATH_IMAGE219
表示组间逐比特估计的合成累加耗时，它们的评估计算模型为：
Figure 992216DEST_PATH_IMAGE220
式（10）
式（10）中
Figure 422060DEST_PATH_IMAGE221
为2通道FFT运算器的时延量，
Figure 522740DEST_PATH_IMAGE222
为系统时钟，
Figure 63443DEST_PATH_IMAGE223
为引入的时序 设计余量。
式（10）中的
Figure 333013DEST_PATH_IMAGE209
为短时积分数据存储时间，其评估计算模型为：
Figure 668179DEST_PATH_IMAGE224
。
基于如上所述本申请实施例的方案，具有以下优点：
（1）采用固定延时单元级联短时积分器获取信号的短时特性，通过配置参数可以适应任意符号速率下符号边沿、符号组合以及多普勒频率的三维遍历搜索；
（2）采用基于格雷码因式分解的迭代计算实现了符号组合遍历过程的加速，并将其运算过程分解成两个相互独立的级联处理单元——基础运算单元与迭代搜索单元，简化了运算处理流程，可实现流水操作；
（3）采用逐比特累加合成法降低了符号组合遍历的复杂度，在保持高斯噪声特性的同时有效提高了物理频率分辨率，通过实时插值方法实现高精度频率估计；
（4）根据符号匹配与失配的频域分布特性提取了检测量，实现了符号边沿与频率估计的门限判决；
（5）利用伪码周期性与码多普勒补偿方法，通过配置参数实现DSSS- PSK兼容PSK的符号边沿与频率估计。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种适用于多模调制体制的符号边沿与频率估计方法，其特征在于，所述方法包括：
对混频解扩后的数字中频信号进行多个延时时长的延时，获得多个符号边沿估计支路的符号边沿延时信号，并对各符号边沿延时信号的各等效符号码元分段分别进行短时积分运算，获得所述数字中频信号的各符号边沿估计支路的短时积分结果；其中，每个符号边沿估计支路的符号边沿延时信号包括第一数目个符号分组，每个符号分组内包括第二数目个组内符号，每个组内符号被划分为第三数目个等效符号码元分段；
对各所述短时积分结果进行补零快速傅里叶变换，获得补零傅里叶运算的瞬时频率结果，并对所述补零傅里叶运算的瞬时频率结果进行加权运算，获得各基础运算结果；其中，补零傅里叶运算的瞬时频率结果包括第四数目个瞬时频率等效相干积分值；
分别对各所述基础运算结果进行符号分组内的符号组合与瞬时频率二维峰值搜索，获得符号分组个各组内符号匹配的各瞬时频率等效相干积分值；并对所述符号分组各组内符号匹配的各瞬时频率等效相干积分值进行组间逐比特合成积分值的峰值比较，获得各符号边沿的剥离调制信息后的各瞬时频率等效相干积分值；
基于所述各符号边沿与各瞬时频率等效相干积分值，提取峰值对应的各瞬时频率等效相干积分值，并获取所述峰值对应的边沿参数与频率参数；
基于各符号边沿与各瞬时频率二维峰值对应的各瞬时频率等效相干积分值和频率参数进行频率插值估计，获得频率估计值；
基于各瞬时频率等效相干积分值，提取各瞬时频率等效相干积分值的平方模值进行门限判决；
在门限判决有效时，利用频率估计值计算伪码多普勒频率估计值和整数倍伪码周期时刻，并在所述整数倍伪码周期时刻使能所述边沿参数对应的符号边沿、以及所述伪码多普勒频率估计值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对各所述短时积分结果进行补零快速傅里叶变换，获得补零傅里叶运算的瞬时频率结果，并对所述补零傅里叶运算的瞬时频率结果进行加权运算，获得各基础运算结果，包括：
采用符号分组数、组内符号数以及等效符号码元分段数的乘积结果作为补零傅里叶运算的计算有效点数，分别对各所述短时积分结果进行补零快速傅里叶变换，获得补零傅里叶运算的各瞬时频率等效相干积分值；
确定各所述瞬时频率等效相干积分值对应的加权系数，将所述瞬时频率等效相干积分值与对应的所述加权系数相乘，获得对应的基础运算结果。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定各所述瞬时频率等效相干积分值对应的加权系数，将所述瞬时频率等效相干积分值与对应的所述加权系数相乘，获得对应的基础运算结果，包括：
根据所述瞬时频率等效相干积分值，确定加权系数的同步生成时序，构造加权系数生成矩阵存储表并基于确定的同步生成时序，获得傅里叶变换结果的加权系数；
将获得的加权系数与瞬时频率等效相干积分值进行同步相乘，获得对应的基础运算结果，并将获得的各基础运算结果按照数据存储地址映射表映射存储。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分别对各所述基础运算结果进行符号分组内的符号组合与瞬时频率二维峰值搜索，获得符号分组各组内符号匹配的各瞬时频率等效相干积分值；并对所述符号分组各组内符号匹配的各瞬时频率等效相干积分值进行组间逐比特合成积分值的峰值比较，获得各符号边沿的剥离调制信息后的各瞬时频率等效相干积分值，包括：
采用基于格雷码排序的快速迭代搜索法，对各所述基础运算结果进行各符号分组的组内符号组合下的遍历，获得符号分组内的符号组合与瞬时频率二维等效积分值；并以组内符号组合下的频域峰值为判断依据，逐次比较所有符号组合，获得匹配的符号组合，并获得其对应的组内符号匹配等效积分值；
采用逐比特累加合成法，将各符号分组的组内符号匹配等效积分值进行相干合成，获得对应的符号边沿的边沿支路的等效积分时长内剥离调制信息后的频率维等效相干积分值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述各符号边沿与各瞬时频率等效相干积分值，提取峰值对应的各瞬时频率等效相干积分值，并获取所述峰值对应的边沿参数与频率参数，包括：
根据所述各符号边沿与各瞬时频率等效相干积分值，按照先频率后边沿的比较路径，提取各符号边沿的瞬时频率峰值，并对所述各符号边沿的瞬时频率峰值进行逐次比较，获取峰值数据对应的边沿参数；
根据所述各符号边沿与各瞬时频率等效相干积分值，按照先边沿后频率的比较路径，提取各瞬时频率的符号边沿峰值，并对所述各瞬时频率的符号边沿峰值进行逐次比较，获取峰值数据对应的频率参数，获取各符号边沿与各瞬时频率二维峰值对应的各瞬时频率等效相干积分值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于各符号边沿与各瞬时频率二维峰值对应的各瞬时频率等效相干积分值和频率参数进行频率插值估计，获得频率估计值，包括：
基于各符号边沿与各瞬时频率二维峰值对应的各瞬时频率等效相干积分值确定频移因子；
在真实频率接近两相邻谱线中点时，将信号的频谱向左或向右移动频移因子量化单位，使被估计频率尽可能接近两相邻谱线中点，获得频移后的相邻谱线频率等效相干积分值；
根据所述频率参数，频移因子和频移后的相邻谱线频率等效相干积分值进行频率插值计算，获得频率估计值。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于各瞬时频率等效相干积分值，提取各瞬时频率等效相干积分值的平方模值进行门限判决，包括：
根据所述各瞬时频率等效相干积分值的平方模值，搜索频率主峰与最大旁瓣值，并利用所述搜索频率主峰与最大旁瓣值的比值作为门限检测量；
基于符号匹配与失配的频域分布特性设定检测阈值进行门限判决。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述整数倍伪码周期时刻使能所述边沿参数对应的符号边沿、以及所述伪码多普勒频率估计值，包括：
利用伪码多普勒频率估计值进行伪码多普勒补偿计算，获得近似准确码速率；通过设置的伪码周期配置参数以及近似准确码速率，计算伪码整周期时延量；
在伪码整周期时延量的延时等待时刻，输出伪码多普勒频率估计值和符号边沿估计值。
9.一种适用于多模调制体制的符号边沿与频率估计系统，其特征在于，所述系统包括：依次连接的延时积分器组、符号组合基础运算器组、符号组合迭代搜索器组、数据控制处理器、码多普勒补偿与门限判决模块，以及延时等待使能输出模块，还包括与数据控制处理器、以及码多普勒补偿与门限判决模块连接的专用频率插值计算器，数据控制处理器还与符号组合基础运算器组连接；
延时积分器组，对混频解扩后的数字中频信号进行多个延时时长的延时，获得多个符号边沿延时信号，并对各符号边沿延时信号进行短时积分运算，获得所述数字中频信号的多个符号边沿的短时积分结果；其中，每个符号边沿估计支路的符号边沿延时信号包括第一数目个符号分组，每个符号分组内包括第二数目个组内符号，每个组内符号被划分为第三数目个等效符号码元分段；
符号组合基础运算器组，对各所述短时积分结果进行补零快速傅里叶变换，获得补零傅里叶运算的瞬时频率结果，并对所述补零傅里叶运算的瞬时频率结果进行加权运算，获得各基础运算结果；其中，补零傅里叶运算的瞬时频率结果包括第四数目个瞬时频率等效相干积分值；
符号组合迭代搜索器组，分别对各所述基础运算结果进行符号分组内的符号组合与瞬时频率二维峰值搜索，以及符号分组各组内符号匹配的各瞬时频率等效相干积分值；并对所述符号分组各组内符号匹配的各瞬时频率等效相干积分值进行组间逐比特合成积分值的峰值比较，获得各符号边沿的剥离调制信息后的各瞬时频率等效相干积分值；
数据控制处理器，基于所述各符号边沿与各瞬时频率等效相干积分值，提取峰值对应的各瞬时频率等效相干积分值，并获取所述峰值对应的边沿参数与频率参数；
专用频率插值计算器，基于各符号边沿与各瞬时频率二维峰值对应的各瞬时频率等效相干积分值和频率参数进行频率插值估计，获得频率估计值；
码多普勒补偿与门限判决模块，基于各瞬时频率等效相干积分值进行门限判决，在门限判决有效时，利用频率估计值计算伪码多普勒频率估计值和整数倍伪码周期时刻；
延时等待使能输出模块，用于在所述整数倍伪码周期时刻使能所述边沿参数对应的符号边沿、以及所述伪码多普勒频率估计值。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述延时积分器组包括：相互连接的延时计数器组和短时积分器组，所述延时计数器组与混频与解扩器连接，所述短时积分器组与所述符号组合基础运算器组连接；
所述延时计数器组，包括有级联的多个延时单元，级联的首个延时单元的输入端与混频与解扩器的输出端连接，级联的各个延时单元的输出端，均与短时积分器组连接，每个延时单元均对输入的数字中频信号进行延时后输出，级联的多个延时单元的输入端对应符号边沿的短时积分起始时刻；
所述短时积分器组，包括多个短时积分器以及与短时积分器一一连接的存储器，各短时积分器对对应的符号边沿延时信号的各等效符号码元分段分别进行短时积分运算，获得对应的符号边沿的短时积分结果，并存储在对应的存储器中。
11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述符号组合基础运算器组，包括：
FFT处理器，用以采用符号分组数、组内符号数以及等效符号码元分段数的乘积结果作为补零傅里叶运算的计算有效点数，对各符号边沿估计支路的短时积分结果，进行补零快速傅里叶变换，获得补零傅里叶运算的瞬时频率结果；
乘法器，用以确定各所述补零傅里叶运算的瞬时频率结果对应的加权系数，将各路补零傅里叶运算的瞬时频率结果与对应的所述加权系数相乘，获得对应的基础运算结果；
存储器，用以存储乘法器计算获得的各基础运算结果。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于：
所述符号组合基础运算器组，还包括：选择器，用以从各路符号边沿估计支路的短时积分结果中，选择待处理的符号边沿估计支路的短时积分结果；
所述FFT处理器，用以对所述选择器选择的符号边沿估计支路的短时积分结果，进行补零快速傅里叶变换，获得补零傅里叶运算的瞬时频率结果；
所述存储器为多个双端口存储器，通过将双端口存储器的读写地址拆分为基地址与偏移地址，获得数据存储地址映射表的访问地址。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于：所述符号组合迭代搜索器组，包括并行的至少两个迭代搜索单元；
任意一个迭代搜索单元，用以对从多个双端口存储器提取的各基础运算结果，进行符号分组内的符号组合与瞬时频率二维峰值搜索，获得符号分组各组内符号匹配的各瞬时频率等效相干积分值；并对所述符号分组各组内符号匹配的各瞬时频率等效相干积分值进行组间逐比特合成积分值的峰值比较，获得各符号边沿的剥离调制信息后的各瞬时频率等效相干积分值。
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