一种正交幅度调制信号的盲载波频偏估计方法技术

本发明专利技术公开了一种正交幅度调制信号的盲载波频偏估计方法，属于移动通信技术领域。在该方法中，QAM信号解调系统接收的射频信号经过匹配滤波、模数转换以及定时恢复等处理后得到含有载波频偏f0的样值rn，对于rn中含有的频偏成分，不依赖其他任何的数据信息，联合FFT算法和WPH算法，通过多级估计逐步校正估计误差得到较为精确的频偏估计值。该方法结合了FFT算法和WPH算法，规避了这两种算法中存在的不足，结合了各自的优势，通过多级估计的方式计算频偏，并对信号进行补偿，为下一阶段进行的符号判决提供了必要的先决条件。该方法在一定程度上缓解了算法中存在的计算精度和计算复杂度的有效性和可靠性之间的矛盾。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于移动通信
，涉及，特别是一种对数字调相信号进行非数据辅助的多普勒频偏估计的方法。
技术介绍
在数字通信中，由于接收机振荡器不稳定和多普勒效应等因素，使得接收信号的载波与本地载波之间不能完全同步，存在一定的频率偏差，因此在经过相干解调和下变频后得到的基带信号中，通常含有载波频率偏移。在突发模式传输通信系统的相干检测中频偏估计具有关键作用，估计的准确性直接影响接收信号的误码率。假设数据辅助的前导信息已知或者星座图类型和增益已知，那么在高信噪比条件下，可以较容易的估算接近理想值的频率偏移值。但是，额外的辅助数据需要占用频谱资源，降低了系统传输的有效性。非数据辅助同步的频偏估计方面研究主要包括快似然函数估计算法、快速傅里叶变换(FFT)算法、直方图算法等。其中文献(Blindcarrierfrequencyoffsetestimationfor QAM signals based on weighted 4th power of signal samples)中的似然估计算法的均方误差接近理想值，然而此算法没有闭式解，因此计算量较大，难以进行实时处理。而文献(Non-data-aided wide-range frequency offset estimation for QAM optical coherentreceivers)中的FFT算法由于需要较长数据长度才能使频谱更接近连续模型，因此当有较短长度数据时，估计精度不高。相位直方图估计法如文献(Frequency offset estimationfor unknown QAM constellations),采用了粗-细估计,估计精度不够好,而且运算复杂度较大。因此有必要找到一种既能保证频率估计有较高的估计精度，又有较好运算效率的非数据辅助估计算法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供，该方法利用WPH算法和FFT算法联合估计载波频偏，利用多级迭代保证估计精度，并对估计过程进行简化，减少运算量。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案:—种正交幅度调制信号的盲载波频偏估计方法，在该方法中，QAM信号解调系统接收的射频信号经过匹配滤波、模数转换以及定时恢复等处理后得到含有载波频偏&的样值rn，对于rn中含有的频偏成分，不依赖其他任何的数据信息，联合FFT算法和WPH算法，通过多级估计逐步校正估计误差得到较为精确的频偏估计值。进一步，所述多级估计的第一级采用FFT算法模型，缩小频偏估计范围，以下各级利用WPH算法模型迭代运算。进一步，所述FFT算法，包括利用对四次方后的接收信号样值进行FFT变换，经过测量最大谱线的信息得到载波频偏值。进一步，所述WPH算法包括，样值rn经过fe频率补偿后yn的相位设为％，fe为一个变量，取值范围为[-1/8，1/8], η = (1，2，...，N)表示第η个数据样值，N表示总数据长度；通过统计％在[0，2 π ]的K等分相位间隔…中的特性得到yn的相位直方图，即? =βα?((φπ-ψ,)/{2π/Κ)), K为常数，可由设计者根据具体情况自行设定，一般来说，高阶QAM吋K值设定较大，低阶QAM时K值设定较小；k = (0，1，...，K-1) ；rect (.)表示矩形运算，Ψ,= n (2k+l)/K;进而经过测量该相位直方图加权后的函数的二阶矩的峰值，得到载波频率偏移值。进一步,所述的计算相位直方图的方法如下:直方图ξ k的计算从逐步统计相位的位置解析为由公式A =^(Y)-K/2π]直接判决确定其位置，其中arg(Y)表示求yn的角度；L.」表示取整，如果&'[0Λ-1], ?, =1，其余ξ值为O ;否则ξ k = O。本专利技术的有益效果在于:本专利技术所述方法结合了 FFT算法和WPH算法，规避了这两种算法中存在的不足，结合了各自的优势，通过多级估计的方式计算频偏，并对信号进行补偿，为下一阶段进行的符号判决提供了必要的先决条件。该方法在一定程度上缓解了算法中存在的计算精度和计算复杂度的有效性和可靠性之间的矛盾。【附图说明】为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明:图1为接收端QAM信号解调模型；图2为WPH算法流程图；图3为FFT算法流程图；图4为QAM信号盲载波频偏估计的WPH和FFT联合算法流程图。【具体实施方式】本专利技术提供的盲载波频偏估计方法，采用以下方式实现:对于QAM信号解调系统，接收的射频信号经过匹配滤波、模数转换以及定时恢复等处理后得到含有载波频偏&的rn，WPH算法利用fe对rn频率进行四倍补偿，其中fe的取值范围为[-1/8，1/8]，即本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种正交幅度调制信号的盲载波频偏估计方法，其特征在于：QAM信号解调系统接收的射频信号经过匹配滤波、模数转换以及定时恢复等处理后得到含有载波频偏f0的样值rn，对于rn中含有的频偏成分，不依赖其他任何的数据信息，联合FFT算法和WPH算法，通过多级估计逐步校正估计误差得到较为精确的频偏估计值。

【技术特征摘要】
1.一种正交幅度调制信号的盲载波频偏估计方法，其特征在于=QAM信号解调系统接收的射频信号经过匹配滤波、模数转换以及定时恢复等处理后得到含有载波频偏fo的样值rn，对于rn中含有的频偏成分，不依赖其他任何的数据信息，联合FFT算法和WPH算法，通过多级估计逐步校正估计误差得到较为精确的频偏估计值。2.根据权利要求1所述的一种正交幅度调制信号的盲载波频偏估计方法，其特征在于:所述多级估计的第一级采用FFT算法模型，缩小频偏估计范围，以下各级利用WPH算法模型迭代运算。3.根据权利要求2所述的一种正交幅度调制信号的盲载波频偏估计方法，其特征在于:所述FFT算法，包括利用对四次方后的接收信号样值进行FFT变换，经过测量最大谱线的信息得到载波频偏值。4.根据权利要求2所述的一种正交幅度调制信号的盲载波频偏估计方法，其特征在于:所述WPH算法包括，样值rn经过f；频率补偿后yn的相位设为％，fe为一...

【专利技术属性】
技术研发人员：何维，张士灏，熊炼，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85