非地面通信网络多普勒频偏多级高精度估计方法

来源：电讯技术杂志2025年第3期北京时间：

作者：李昌淼,申滨,黄晓舸

单位：(1.重庆邮电大学 通信与信息工程学院，重庆 400065;2.移动通信技术重庆市重点实验室，重庆 400065)

摘要：与地面蜂窝网络相比，非地面通信网络如低轨卫星通信场景下往往存在更高的多普勒频偏和较低的接收信噪比等问题，严重影响系统性能。为了提高同步性能，提出了一种多级频偏估计方法，以补偿由星地之间相对运动引起的多普勒频偏。首先，星历频偏预估计利用终端位置和星历信息进行粗略估计。其次，对于剩余频偏估计问题，将其等效地转化为离散傅里叶变换（Discrete Fourier Transform，DFT）插值迭代频率估计问题，并通过残余频偏粗估计和精估计分别完成。仿真结果表明，与传统的互相关方法及其他几种典型改进方法相比，所提方法具有更高的多普勒频偏估计精度，在归一化频偏为4.487、信噪比为0 dB时，频偏估计的均方根误差可达到10-2，有助于提高接入成功率和通信质量。

关键词：非地面通信网络；同步性能；多普勒频偏估计；插值迭代；

基金资助：国家自然科学基金资助项目（62371082）