一种用于深空自主无线电的码速率估计算法.pdf

航空学报 A c t aA e r o n a u t i c ae tA s t r o n a u t i c aS i n i c a J u l 2 52 0 1 5V 0 1 3 6N o 72 3 0 1 2 3 0 9 I S S N1 0 0 0 6 8 9 3C N11 - 1 9 2 9 V h t t p ：h k x b b u a a e d u c n h k x b b u a a e d u c a 一种用于深空自主无线电的码速率估计算法 宋青平，刘荣科* 北京航空航天大学电子信息工程学院，北京 1 0 0 1 9 1 摘要：针对深空白主无线电的码速率盲估计问题，在码元起始位置未知的情况下，通过对估计误差的理论分析，提出 一种改进的基于分离符号矩估计( S S M E ) 的码速率估计算法，设计分区估计信噪比( S N R ) 并进行比较选大的方法，以保 证码速率估计的精度。同时对该算法的计算复杂度进行定量分析，并与传统单次延迟相乘法、改进的多次累加延迟相乘 法进行比较。仿真结果表明，本文算法能够有效完成低S N R 条件下的码速率估计，其误估计概率明显优于单次延迟相 乘法，与多次累加延迟相乘法相当，但计算复杂度不到多次累加延迟相乘法的1 0 。 关键词：深空通信；自主无线电；码速率盲估计；分离符号矩估计；计算复杂度 中图分类号：V 4 4 3 + 1 ；T N 9 1 1 2 3文献标识码：A文章编号：1 0 0 0 6 8 9 3 ( 2 0 1 5 ) 0 7 2 3 0 1 0 9 随着人类探索外太空活动的开展，深空通信 E l 益成为航天工程的新热点 1 。在深空通信中， 当轨道器与不同体制的着陆器进行通信时，需要 自动配置接收机的参数以适应不同的信号特征， 而此时人工干预较为困难 3 。针对此问题，美国 喷气推进实验室开发了一种新的无线电接收机技 术，即自主无线电接收机技术 4 。它在不需要大 量有关无线电信号参数的情况下，就可以有效地 接收信号凹j 。 当接收信号的码速率未知时，只有先准确提 取出信号的码速率，才能进行后续精确的位同步， 从而恢复出原始数据符号。常用的码速率估计方 法有延迟相乘法卟。8 、小波变换法 9 。1o 以及分离符 号矩估计( S p l i t S y m b o lM o m e n t sE s t i m a t o r ， S S M E ) 算法等13 | 。延迟相乘法通过基带信号 延迟相乘生成谱线，进而检测出对应的码速率，该 算法结构简单，但在低信噪比( S i g n a l t o N o i s e R a t i o ，S N R ) 条件下误估计概率较高，因而无法 适应深空低S N R 环境口4 1 6 。小波变换法通过小 波变换提取码元相位的周期跳变，然后在时域或 者频域估计码速率。该方法对S N R 要求较高，且 不适合基带成形信号。低S N R 或基带成形会产 生杂乱的小波峰和较多的毛刺，造成频谱检测困 难。S S M E 算法首先设定一个码速率集合，其中 包含真实的码速率，再通过估计各个码速率的 S N R 来找出真实的码速率。该算法是在时域上 实现的，复杂度较低，而且适用于极低S N R 的条 件下。但是该算法需要确定出待估计码元的起始 位置，起始位置确定不准会造成S N R 估计误差较 大，从而无法确定码速率。 本文从理论上分析了S S M E 算法在码元起 始点未知时的估计误差，结合S N R 与码速率之间 的关系，提出了一种改进的S S M E 算法，设计分 区估计S N R 并进行比较选大的方法，估计出真实 的码速率。同时对该算法的计算复杂度进行定量 分析。理论分析与仿真结果表明，本文算法的码 收稿日期：2 0 1 4 0 7 2 1 ；退修日期：2 0 1 4 0 9 - 2 3 ；录用日期：2 0 1 4 1 0 1 3 ；网络出版时间：2 0 1 4 - 1 0 2 7 0 9 ：3 7 网络出版地址：W W Wc n k i n e t k c m s d e t a 1 0 7 5 2 7 $ 1 0 0 0 6 8 9 3 2 0 1 4 0 2 8 8h t m I 基金项目：国家“8 6 3 ”计划( 2 0 1 2 A A 7 0 1 4 0 6 5 ) ；新世纪优秀人才支持计划( N C E T - 1 2 0 0 3 0 ) ；航天支撑技术基金 - X - 通讯作者T e l ：0 1 0 - 8 2 3 3 9 4 7 5E m a i l ：r o n g k e _ l i u b u a a e d u o n 戮角格武tS o n gQ P 。l i uRK As y m b o lr a t ee s t i m a t i o na l g o r i t h mf o ra u t o n o m o u sr a d i oi nd e e ps p a c e E J J A c t aA e r o n a u t i c ae tA s t r o n a u t i c a S i n i c a 2 0 1 5 3 6 ( 7 ) ：2 3 0 1 - 2 3 0 9 。宋青平赉j 荣科一种甬f 深空自i 无线电的码速率估计算法J I 航空学报2 0 1 5 3 6 ( 7 ) ：2 3 0 2 3 0 9 i 万方数据 航 空 学报 速率误估计概率与改进的多次累加延迟相乘法相 当，但计算复杂度不到多次累加延迟相乘法 的1 0 。 1 基于S S M E 的码速率估计算法分析 S S M E 算法是一种主要用来估计S N R 的算 法，它根据同一符号周期内有用信号是相关的而 噪声是无关的这一性质，对符号进行采样，把一个 符号周期均匀“分裂”为2 段，分别计算每段接收 数据采样点之和并用来构造新的统计量，再推导 出与S N R 的关系式，从而计算S N R 的估计值。 S S M E 算法框图如图1 所示【1 1 1 。 一_ J 1t ( ( k - l 2 一) T ) d ， y “t + 1r ，一、 Y ( f ) 兮 Ia c c u m u l L 卜一【，_S N 1 羔，飘蕊la r r l m l I a t “、n l 上P f ) l t JI 、， 图分离符号矩估计算法结构 一 由于二进制相移键控( ， 调制的功率效率较高，抗噪声性 能好，所以本文针对调制信号进行讨论。 图l 中，( ) 为接收到的经过高斯信道的 调制信号，T 为码圆周期，1 T 为码速率。( ) 的 表达式为 y ( ) = + 竹( )( 1 ) 式中：( ) 为均值为、方差为盯2 的高斯白噪声； 优( ) 为独立同分布的基带调制信号，其表达 式为 1 7 m ( ) 一 ( 一( 2 ) 其中：。为周期为丁、数值1 的符号数据；g ( ) 为单位矩形脉冲或升余弦滚降脉冲信号。为简化 后续分析计算，本文采用单位矩形脉冲。 将接收信号( ) 的每个符号分离成2 个长 度一致的部分后求其累积平均值，得到和。 ( 曼一1 ，2 ，N ) ，其中N 为接收到的符号数，则 一不l y ( ) ( 3 ) 一丰I ( f )( 4 ) 在图中，“产= o + 1 女，“f o ，女一1 ， U + 一南善k2 ，u 一一南善k 2 ，u + 为每个 符号加噪声的平均能量，U 一为噪声的平均能量。 则接收信号的 均值可表示为 r 一i - ( 5 ) r2 ：一L3 ， U 根据估计出的即可确定码速率。假设 有一个有限集合Q ，它包含可能的码速率，其中真 实码速率为 一 。b ( 6 ) 式中：B 和z 为非负整数；“为码元基速率( 最低 码速率) ；假设的码速率。( 为集合中元素的序 号) 是R 的L 倍时，估计值t 为 r i 一+ 。( 专) ( 7 ) r i i 十o I 丙J u ) 式中：r 。为真实的。当R 。是R 的L 倍时，如 果观测样本N 足够大，则估计器的结果将 减少为真实的r 。L 倍。所以可以利用这个 性质来估计码速率。 为了估计码速率，首先将码速率假设为最高 的码速率，即i 一一。当一。时，有 i，其中= 一。则由式( 7 ) 可得 r o 一南+ 。( 南) ( 8 ) r o 一瓦了十o I 丙J 剐 式中r 0 为假设码速率为B 。R 。时估计的。 如果工作在下一个较低的码速率上( R ，= B 2 m b ) ，则有一B 。叫，由式( 7 ) 可得 r z 一可煮石+ 。( 南) 一。+ 。( 南) c 。， 式中：r 。为假设码速率为B - 1 风时估计的 。从式( 9 ) 中可以看出，将码速率降低B 倍， 万方数据 宋青平等：一种用于深空自主无线电的码速率估计算法 则估计的S N R 均值就会增大B 倍。 如果继续以B 为参数减小码速率，则在第 z 。一1 次，将得到真实码速率R 的S N R 估计，此 时有 Y l m a x - - 一r t + 0 ( 南) 一B 。叫r 。+ 0 ( 南) ( 1 0 ) 式中：r ，一。为假设码速率为B 。R “时估计的 S N R 。从式( 1 0 ) 中可以看出，估计的S N R 均值是 随着码速率的降低而单调增加的，直至达到真实 的码速率。 达到真实码速率后，如果再降低B 倍码速 率，则S S M E 估计器的处理符号范围将会扩大到 真实符号周期的B 倍，此时，由于符号是随机分 布的，S S M E 估计器的性能将会极大地降低。 综上可以得到S S M E 估计码速率的算法流 程如下： 步骤1 假设码速率为最大速率，即设R i = B r a a x R b 。运用S S M E 估计器计算S N R 均值，设 为r H ，此时i 一1 。 步骤2 降低一级码速率，为上一次的1 B ， 再次计算S S M E 的S N R 均值，记为，i 。 步骤3 如果n l 州则i i + 1 并返回步 骤2 ，否则停止，并估计码速率为B 叫H R 。 2 码元起始点未知的码速率估计算法 现有文献中对S S M E 算法的讨论通常是在 假设码元起始点已知的情况下进行的 18 。，但在自 主无线电的实际应用中，由于收发信机之间传输 距离、媒介和电路等的延迟以及双方采用不同频 率源而造成的相位差异，码元起始点通常是未知 的，如果继续用S S M E 算法估计S N R ，则会产生 较大误差。例如，假设的码速率为真实码速率，从 码元1 2 处进行S N R 估计，如图2 所示。 图2 中，两虚线所在位置分别为此时S N R 估 计的起始和终止位置。“：- 和轧f 的表达式分别为 ： ：Y I * f y I j + I 图2 码元1 2 处估计S N R F i g 2E s t i m a t i n gS N Rf r o m1 2s y m b o l 甜 一Y 1 女+ Y o 抖1 ( 1 1 ) “i Y 1 女一y o 抖l ( 1 2 ) 当2 个相邻码元相同时，I “产I2 为信号加噪 声功率的估计，JM f2 为噪声功率的估计。当2 个相邻码元不同时，如图2 所示，l “声I2 变为了噪 声功率的估计，而I “f2 则变为了信号加噪声功 率的估计。因为码元是随机分布的，相邻码元一 半时间是相同的，一半时间是不同的，所以在码元 数量很大时进行S S M E 估计，估计性能将会受到 严重影响。估计结果证明如下： 以y m 户南圣扎t 一 丽1 白Nk r k T 佃丁( m ( ) + 竹( ) ) d f 一 丽1 刍Nk P k T 埘，m ( ) d 计 丽1 刍Nk t * k T ，丁，z ( f ) d 一 1 2 E ( m ( ) ) + 1 2 E ( ，2 ( t ) ) ( 1 3 ) 由于E ( m ( ) ) 一E ( 犯( ) ) = 0 ，则E ( y 。) 一0 。 同理，E ( y 。+ 。) 一o 。 当相邻码元不同时，S N R 均值为 寺荟N ( 乩。如。州) 2 一南荟N ( 叽。一y 。川) 2 南苫N ( y 一洲) 2 南砉4 y y 。 - 1E 一。( y 一y o 蚪) 2 4 E ( y 。，。y 。，抖。) E ( Y 一y ，) 2 4 E ( y M ) E ( Y 。洲) E ( y i 。) 一2 E ( y 。) E ( y 。抖，) + E ( y ：抖，) ( 1 4 ) 式中：由于Y 。，。和Y + 。为相互独立的随机变量， 所以E ( y y + 。) 一E ( y 。，；) E ( y + 。) ；E ( y ，。) 的计算公式为 E ( y ；，t ) 一南荟y 扎 o ) 万方数据 航空学报 同理，E ( y ：肘。) o ，所以r o 。 从以上分析可以看出，当假设的码元估计起 始点与实际起始点偏差较大时，会产生较大的估 计误差，从而对码速率的判断产生不利影响，因此 需要对S S M E 算法进行改进。在应用S S M E 算 法进行S N R 估计时，对于每一种假设的码速率， 设每个码元内的采样点为舰，如果将每个码元平 均分为P 个区间，则每个区间之间的步进为 M l 夕，可以采用逐次比较选大的方法找到码元起 始位置。具体步骤如下： 步骤1 选择一个假设的码元起始点，运用 S S M E 估计器计算S N R ，设为r ；。 步骤2 按M p 步进延迟一个搜索区间，再 次运用S S M E 估计器计算S N R ，设为r i 。如果 r i r ；，则令r g , 一r i ，否则瑞保持不变。 步骤3继续延迟一个搜索区间并计算 S N R ，其结果与r ；比较选大。当完成一个码元内 所有区间的计算时，停止比较，此时瑞所对应的 采样起始点即为码元起始位置。 如果区间取的足够小，当S N R 估计的起始位 置取到下一个码元的起始点时，对应的S N R 值最 大，如图3 所示。 ： 匠； ：Y O H只“l：t 图3 下一个码元起始处估计S N R F i g 3E s t i m a t i n gS N Rf r o mn e x ts y m b o ls t a r t i n gp o i n t 此时，“产和“f 的表达式分别为 时一y o 。蚪1 + Y 1 抖l “i = y o ，抖1 一y 1 。抖1 S N R 均值为 ；坐竺鸡 ( 1 8 ) E ( y 。，抖。一y 。抖。) 2 “ 由于同一符号周期内信号是相关的，而噪声 是无关的，根据式( 3 ) 和式( 4 ) ，4 E ( Y + 。Y ，肘，) 为第k + 1 个码元信号平均功率，E l ( y + 。一 Y 。斛。) l 为k + 1 个码元噪声平均功率，所以此时 r 为真实的S N R 。但在实际应用中，考虑到计算 复杂度的因素，搜索区间不能取的过小，因此 S N R 估计的起始位置可能会取在码元起始点附 近，计算得到的S N R 与真实S N R 会有微小的偏 差，但并不影响对码速率的判断。 3 仿真结果及复杂度分析 3 1S S M E 算法仿真 为了验证算法的有效性，本文进行了如下的 仿真实验。 对于S S M E 算法，首先假设码元的起始点已 知，待估计信号为式( 1 ) 所示的B P S K 调制信号， 其基带成型方式为矩形方式，每个符号的采样率 为1 6k H z ，真实码速率为1 0 0b p s ，码元基速率为 5 0b p s ，真实S N R 为一3d B ( E b N 。为0d B ，其中 E 。为一个比特的能量，N 。为噪声功率谱密度) ， B 一2 ，l 。一4 。当假设的码速率为码元基速率的 2 。、2 m x 一、2 。、22 _ 3 和2 一_ 4 倍时，所需的 采样数据点数分别为40 0 0 、80 0 0 、1 60 0 0 、3 20 0 0 和6 40 0 0 。采用S S M E 算法针对集合Q 中各个 码速率估计的S N R 结果如表1 所示。 表1 各码速率估计的S N R 值 ( 1 6 ) T a b I e1S N Rv a I u 鹤o fe a c hs y m b o lr a t e 鹤t i m a t i o n ( 1 7 ) N u m b e ro fc y c l e sH y p o t h e s i ss y m b o lr a t eE s t i m a t i o nS N R d B 志荟N ( y 。州h 州) 2 一南苔N ( y 。州功肘。) 2 1 。， N 从表1 中可以看出，随着假设码速率以2 倍 的速度减小，估计的S N R 以2 倍( 约3d B ) 的速度 增加，达到最大值后迅速减小。当估计的S N R 达 卅 一 扎 一广 一 0 一 一。 兰州 卅 儿一 M y 一 一 j 一 乳竺一 土N N一b 土些 万方数据 宋青平等：一种用于深空自主无线电的码速率估计算法 到最大值时，此时S N R 值为一2 9 3 85d B ，接近于 真实S N R 。可见，S S M E 算法在低S N R 条件下能 够根据估计的S N R 确定出基带信号的码速率。 当假设的码速率为真实码速率，且码元的起 始点未知时，采用原S S M E 算法与本文改进的 S S M E 算法从码元的起始点、1 5 码元处和1 2 码元处的位置进行S N R 估计得到的结果如表2 和表3 所示。 表2 不同估计位置的S N R 值( S S M E 算法) T a b l e2S N Rv a l u e sa td i f f e r e n te s t i m a t i o np o s i t i o n s ( S S M Ea l g o r i t h m ) S t a r t i n gp o i n t 1 5s y m b o l 1 zs y m b 0 1 表3 不同估计位置的S N R 值( 改进的S S M E 算法) T a b l e3S N Rv a l u e sa td i f f e r e n te s t i m a t i o np o s i t i o n s ( i m p r o v e dS S M Ea l g o r i t h m ) S t a r t i n gp o i n t 1 5s y m b o l 1 zs y m b o l 从表2 中可以看出，对于原S S M E 算法，假 设的码元估计起始点与实际起始点偏差越大，产 生的估计误差也越大，当偏差达到1 2 码元时， S N R 值趋于零( 该结果与理论分析的结果是符合 的) ，偏差小于1 5 码元时根据S N R 估计值才能 正确判断出码速率。而对于表3 中改进的S S M E 算法，在偏差为1 5 码元和1 2 码元时，依然能较 准确地估计S N R 值。所以改进的S S M E 算法与 原S S M E 算法的估计性能相比，有明显的提升。 当从码元的任意点处进行S N R 估计时，采用 改进后的S S M E 算法，在一个码元周期内分区估 计S N R 并进行比较。完成各区间S N R 值比较并 选出最大值后，得到的粗略码元起始点与真实码 元起始点最大误差间隔为半个搜索区间，此时估 计的S N R 性能最差，如表4 所示。 表4 改进的S S M E 算法估计结果 T a b l e4E s t i m a t i o nr e s u l t so fi m p r o v e dS S M Ea l g o r i t h m 从表4 中可以看出，估计性能最差时误差约 为0 5d B ，但此时的S N R 估计值依然明显高于 集合Q 中针对其他码速率的S N R 估计值，所以 并不影响码速率的估计。 3 2 对比算法仿真 为了与改进后的S S M E 算法比较，本文采用 延迟相乘法进行比较。算法结构图如图4 所示。 图4 延迟相乘法结构 F i g 4 S t r u c t u r eo fd e l a ya n dm u l t i p l ym e t h o d 图4 中，输入信号为解调以后的基带信号，算 法表达式为 2 ( f ) 一y ( t ) y ( t r ) ( 1 9 ) 功率谱估计是对z ( ) 进行快速傅里叶变换( F a s t F o u r i e rT r a n s f o r m ，F F T ) 运算，再将F F T 模的 平方取平均得到的，估计结果用S ( 厂) 表示。 由于延迟相乘法通常适用于较高的S N R 区 域，为了降低算法正常工作的S N R 门限，可以采 用非相干累加的方法来获得S N R 增益 19 | ，非相 干累加次数越多获得的S N R 增益越大，但同时也 会相应增加计算复杂度和估计时间。因此，在高 S N R 条件下，采用较小的非相干累加次数，在较 短的时间内实现码速率估计；在低S N R 条件下， 采用较大的非相干累加次数，经过较长的时间完 成码速率估计。 非相干累加的S N R 增益G 可以表示为 2 阳 G ( ，z ) 一1 0 1 9 n C ( 行) ( 2 0 ) 以神叫o g 【寺糍j ( 2 1 ， D 。一( e r f c 一( 2 P f a ) 一e r f c 。1 ( 2 P 。) ) ( 2 2 ) 式中：e r f c _ 1 ( ) 为互补误差函数的反函数；行为 非相干累加的次数；C ( 挖) 为非相干累加的损失； D 。为理想测度因子；P 。为检测概率；P h 为虚警 概率。 假设P d 一0 9 ，P f a 一1 0 ，由式( 2 2 ) 可得 D 。2 1 。经过仿真发现，当S N R 一9 5d B 时，正 确估计的概率可以达到9 0 以上，为了使S N R 万方数据 航空学报 估计门限降低到一3d B ，需要1 2 5d B 的S N R 增 益。综合考虑系统余量和计算复杂度，取1 2 5d B G ( 以) 1 3d B ，则当押一5 0 时，可以满足要求。 设F F T 运算的取样点数为w ，采样频率为 ，由于F F T 运算的频率分辨率为厂。W ，当f s 一 1k H z 时，为了保证码速率估计误差小于0 1 ， 取样点数为81 9 2 。 采用延迟相乘法进行仿真，当码元起始点未 知，S N R = 一3d B 时，根据以上参数设计方法，单 次F F T 运算的取样点数取为81 9 2 ，非相干累加 次数取为5 0 次，得到的输出功率谱如图5 所示。 图5 延迟相乘法的功率谱估计 F i g 5 P o w e rs p e c t r u me s t i m a t i o no fd e l a ya n dm u l t i p l y m e t h o d 根据图5 中功率谱估计的最大值即可确定出 输人信号的码速率。图6 为不同S N R 条件下码 速率估计相对误差范围小于0 1 时各种方法的 误判概率。 图6 码速率误判概率对比 F i g 6C o m p a r i s o no fs y m b o lr a t e se r r o rd e c i s i o n p r o b a b i l i t y 从图6 中可以看出，传统的单次延迟相乘法 只有当S N R 大于9d B 时误判概率才能达到 1 0 以下，而相同的仿真条件下，多次累加延迟相 乘法与本文改进后的S S M E 算法在S N R 一 一3d B 时误判概率即可达到1 0 以下，且本文算 法具有更低的误判概率。 3 3 复杂度分析 设表1 中总循环次数J 一5 ，每个码元内的搜 索区间P = 1 0 ，当循环次数i 一1 J 时，M i 分别为 2 0 、4 0 、8 0 、1 6 0 和3 2 0 ，总码元数N 取为2 0 0 。计 算单符号Y 叭和Y ，。分别需要M i 2 1 次加法和 1 次乘法；计算所有码元的“产和甜f 分别需要 N ( M i 2 1 ) + N 次加法和N 次乘法；计算U + 和【，一分别需要N 次加法，N + 1 次乘法；计算符 号S N R 均值r 总共需要N M i + 2 N + 1 次加法， 4 N + 3 次乘法。改进的S S M E 算法与原S S M E 算法的计算复杂度对比如表5 所示。 表5 计算复杂度对比 T a b l e5 C o m p a r i s o no fc o m p u t a t i o n a lc o m p l e x i t y A l g o r i t h mM u l t i p l i c a t i o nn u m b e r A d d i t i o nn u m b e r 从表5 中可以看出，改进的S S M E 算法的计 算量是原S S M E 算法的P 倍。将仿真参数代人， 改进的S S M E 算法的实数乘法次数为4 01 5 0 次， 实数加法次数为12 6 00 5 0 次。 对于多次累加延迟相乘法，根据之前假设，单 次F F T 取样点数为w ，累加次数为n 。算法求 F F T 模的平方时所需的复数乘法为次，咒次累 加过程中要完成的加法为w ( n 一1 ) 次，寻找功率 谱最大值的比较操作为咒一1 次。算法所需的计 算复杂度如表6 所示。 当w = 81 9 2 ，咒一5 0 时，算法的复数乘法次 数为30 7 20 0 0 次，复数加法次数为57 2 62 0 8 次， 相当于1 22 8 80 0 0 次实数乘法，1 75 9 64 1 6 次实 数加法。 万方数据 宋青平等：一种用于深空自主无线电的码速率估计算法 2 3 0 7 表6多次累加延迟相乘法的计算复杂度 T a b l e6C o m p u t a t i o n a lc o m p l e x i t yo ft h ed e l a ya n dm u l t i p l ya l g o r i t h mw i t ha c c u m u l a t i o n s 6 7 由此可见，改进后的S S M E 算法的加法次数 为多次累加延迟相乘法的7 2 ，乘法次数仅为M 多次累加延迟相乘法的0 3 。所以，经过以上 综合分析，本文提出的算法在整体性能上具有明 显优势，多次累加延迟相乘法相对于单次延迟相 乘法误判性能的提高是以增加计算复杂度为代 价的。 4 结论 1 ) 针对深空自主无线电的码速率盲估计问 题，在极低S N R 及码元起始位置未知的条件下， 提出了一种改进的基于S S M E 的算法，该算法在 极低S N R 条件下可以正确估计出码速率，并可以 消除码元起始位置未知造成的影响。 2 ) 在相同的误估计概率情况下，该算法的计 算复杂度不到多次累加延迟相乘法的l o 。因 此，该算法在保证估计性能的同时具有计算复杂 度低的优点。 1 2 3 4 5 参 考文献 H a s k i n sCB 。D e B o yCC D e e p s p a c et r a n s c e i v e r s - - a ni n n o v a t i v ea p p r o a c ht os p a c e c r a f tc o m m u n i c a t i o n s J P r o c e e d i n g so ft h eI E E E 2 0 0 7 ，9 5 ( 1 0 ) ：2 0 0 9 2 0 1 8 Z h a n gNT ，L iH ，Z h a n gQY T h o u g h ta n dd e v e l o p i n g t r e n di nd e e ps p a c ee x p l o r a t i o na n dc o m m u n i c a t i o n J J o u r n a lo fA s t r o n a u t i c s ，2 0 0 7 ，2 8 ( 4 ) ：7 8 6 7 9 3 ( i nC h i n e s e ) 张乃通，李晖，张钦宇深空探测通信技术发展趋势及思 考 J 宇航学报，2 0 0 7 ，2 8 ( 4 ) ：7 8 6 7 9 3 H a m k i n sJ ，S i m o nM A u t o n o m o u ss o f t w a r e d e f i n e dr a d i o r e c e i v e r sf o rd e e ps p a c ea p p l i c a t i o n s M N e wY o r k ： J o h nW i l e y & S o n sI n c ，2 0 0 6 ：1 9 H a m k i n sJ ，S i m o nM ，D o l i n a rS ，e ta I A no v e r v i e wo f t h ea r c h i t e c t u r eo fa na u t o n o m o u sr a d i o ，I P Np r o g r e s sr e p o r t ，4 2 1 5 9 R P a s a d e n a ，C a l i f o r n i a ：J e tP r o p u l s i o n L a b o r a t o r y ，2 0 0 4 W a n gL W a n gZG ，X i o n gWM Ab l i n df r e q u e n c yo f f 一 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 s e te s t i m a t o rf o rc o h e r e n tM P S Ks y s t e mi na u t o n o m o u s r a d i o J C i r c u i t s ，S y s t e m s ，a n dS i g n a lP r o c e s s i n g ， 2 0 1 3 。3 2 ( 3 ) ：1 2 0 5 12 1 7 R e e dRE ，W i c k e r tMA M i n i m i z a t i o no fd e t e c t i o no f s y m b o l r a t es p e c t r a ll i n e sb yd e l a ya n dm u l t i p l yr e c e i v e r s 刀I E E ET r a n s a c t i o n so nC o m m u n i c a t i o n s ，1 9 8 8 ，3 6 ( 1 ) ： 1 1 8 1 2 0 R e e dRE ，W i c k e r tMA S y m b o l r a t ed e t e c t i o nb yap o w e r s e r i e s n o n l i n e a re n v e l o p ed e t e c t o rr e c e i v e r C I E E E I n t e r n a t i o n a lC o n f e r e n c eo nC o m p u t e r sa n dC o m m u n i c a t i o n s P i s c a t a w a y ，N J ：I E E EP r e s s ，1 9 8 8 ：1 7 9 1 8 3 D o n gZQ 。H uHY ，Y uHY T h ed e t e c t i o n ，s y m b o lp e r i o da n dc h i pw i d t he s t i m a t i o no fD S S Ss i g n a l sb a s e do n d e l a y m u l t i p l y ，c o r r e l a t i o na n ds p e c t r u ma n a l y s i s J J o u r n a lo fE l e c t r o n i c s8 LI n f o r m a t i o nT e c h n o l o g y 。2 0 0 8 ， 3 0 ( 4 ) ：8 4 0 8 4 2 ( i nC h i n e s e ) 董占奇，胡捍英。于宏毅基于延迟相乘一相关及谱分析的 直扩信号检测与符号周期、码片时宽估计分析 J 电子 与信息学报，2 0 0 8 3 0 ( 4 ) ：8 4 0 8 4 2 C h a nYT ，H e w sJW ，H oKC S y m b o lr a t ee s t i m a t i o n b yt h ew a v e l e tt r a n s f o r m C # I E E EI n t e r n a t i o n a lS y m p o s i u mo nC i r c u i t sa n dS y s t e m s P i s c a t a w a y ，N J ：I E E E P r e s s 1 9 9 7 ：1 7 71 8 0 F e n gXZ ，Y a n gJ L u oFL S y m b o lr a t ee s t i m a t i o no f d i g i t a ls i g n a l sb a s e do nw a v e l e tt r a n s f o r m J J o u r n a lo f S y s t e mS i m u l a t i o n ，2 0 0 8 ，2 0 ( 5 ) ：1 2 5 9 1 2 6 1 ( i nC h i n e s e ) 冯旭哲，杨俊，罗飞路基于小波变换的通信信号码元速 率估计 J 系统仿真学报2 0 0 8 ，2 0 ( 5 ) ：1 2 5 9 1 2 6 1 S i m o nM 。D o l i n a rS I m p r o v i n gs i g n a l t on o i s er a t i oe s t i m a t i o nf o ra u t o n o m o u sr e c e i v e r s ，I P N p r o g r e s sr e p o r t ， 4 2 1 5 9 R P a s a d e n a ，C a l i f o r n i a ：J e tP r o p u l s i o nL a b o r a t o r y 2 0 0 4 S i m o nM ，D o l i n a rS S i g n a l t o N o i s er a t i oe s t i m a t i o nf o r a u t o n o m o u sr e c e i v e ro p e r a t i o n C # I E E EG l o b a lT e l e c o m m u n i c a t i o n sC o n f e r e n c e P i s e a t a w a y ，N J ：I E E EP r e s s ， 2 0 0 4 ：2 8 2 2 8 7 S i m o nM ，D o l i n a rS I m p r o v i n gS N Re s t i m a t i o nf o ra u t o n o m o u sr e c e i v e r s J I E E ET r a n s a c t i o n so nC o m m u n i c a t i o n s ，2 0 0 5 5 3 ( 6 ) ：1 0 6 3 1 0 7 3 D u a nRF ，L i uRK ，Z h o uY ，e ta 1 Al o w c o m p l e x i t y c o a r s ec a r r i e ra c q u i s i t i o na l g o r i t h mf o rs i g n a l sw i t he x t r e m e l yl o ws i g n a ln o i s er a t i oa n dh i g hd y n a m i c s J A c t a A e r o n a u t i c ae tA s t r o n a u t i c aS i n i e a ，2 0 1 3 3 4 ( 3 ) ：6 6 2 - 6 6 9 ( i nC h i n e s e ) 段瑞枫，刘荣科，周游，等一种低复杂度的极低信噪比 高动态信号载波粗捕获算法口 航空学报，2 0 1 3 ，3 4 ( 3 ) ： 6 6 2 6 6 9 Z h a n gRY ，Z h a nYF ，D a iXJ ，e ta 1 R o b u s ta l g o r i t h m f o rh i g h - d y n a m i ca n dl o w s i g n a l t o n o i s er a t i os i g n a lr e _ 万方数据 2 3 0 8 航空学报 J u I 2 52 0 1 5V 0 1 3 6N o 7 1 6 1 7 1 8 3 1 9 c e p t i o ni nd e e ps p a c ec o m m u n i c a t i o n s J I E TC o m m u n i c a t i o n s ，2 0 1 3 ，7 ( 1 6 ) ：1 8 1 8 1 8 2 4 C u iP Y ，X u R ，Z h uS Y ，e ta 1 S t a t eo f t h ea r ta n dd e v e l o p m e n tt r e n d so fo n b o a r da u t o n o m yt e c h n o l o g yf o rd e e p s p a c ee x p l o r e r J A c t aA e r o n a u t i c ae tA s t r o n a u t i c aS i n i c a ，2 0 1 4 ，3 5 ( 1 ) ：1 3 - 2 8 ( i nC h i n e s e ) 崔平远，徐瑞，朱圣英，等深空探测器自主技术发展现 状与趋势 J 航空学报，2 0 1 4 ，3 5 ( 1 ) ：1 3 2 8 V a l l e sEL ，W e s e lRD ，V i l l a s e n o rJD ，e ta 1 P i l o t l e s s c a r r i e rp h a s e - s y n c h r o n i z a t i o nv i aL D P Cc o d ef e e d b a c k C I E E EM i l i t a r yC o m m u n i c a t i o n sC o n f e r e n c e P i s c a t a w a y ， N J ：I E E EP r e s s 2 0 1 0 ：2 0 6 8 2 0 7 3 P e n gYH ，T a n gB ，L y uM C h i pr a t ee s t i m a t i o no ft h e D S S Ss i g n a lb a s e do nS S M Ea l g o r i t h m J J o u r n a lo f E l e c t r o n i c s & I n f o r m a t i o nT e c h n o l o g y ，2 0 1 0 ，3 2 ( 7 ) ： 1 6 4 9 1 6 5 3 ( i nC h i n e s e ) 彭艳华，唐斌，吕明基于S S M E 的D S s s 信号码速率估 计算法 J 电子与信息学报，2 0 1 0 ，3 2 ( 7 ) ：1 6 4 9 1 6 5 3 L iXS ，G U OW ，X i eXB AG P Sb i ts y n c h r o n i z a t i o n m e t h o df o rh i g h d y n a m i ca n dw e a ks i g n a l J J o u r n a lo f E l e c t r o n i c s & I n f o r m a t i o nT e c h n o l o g y ，2 0 1 1 ，3 3 ( 1 0 ) ： 2 5 2 1 2 5 2 5 ( i nC h i n e s e ) 李新山，郭伟，谢先斌一种高动态、弱信号G P S 比特同 步方法 J 电子与信息学报，2 0 1 1 ，3 3 ( 1 0 ) ：2 5 2 1 2 5 2 5 2 0 A nY ，M o uRZ ，Y a nYP A d a p t i v en o n c o h e r e n ti n t e g r a t i o na n dt h r e s h o l ds t r a t e g yf o ra c q u i s i t i o n J J o u r