[发明专利]一种针对升余弦成型MPSK信号的盲符号速率估计与定时方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字通信中一种针对升余弦成型MPSK信号的盲符号速率估计与定时方法。

背景技术

多进制相位键控(M-ary Phase Shift Keying，MPSK)调制信号具有良好的抗干扰性能和工程上易于实现等优点，在航天航空领域的飞行器遥测、遥控、遥感、数传、通信等领域得到广泛应用。而在非协作的通信信号分析中，符号速率作为一个解调的重要参数，需要准确估计。符号速率的准确估计，对于定时同步、调制方式的识别、特定信号搜索以及解调等均有重要意义。

目前，常见的实现PSK信号盲符号速率估计的几种代表性算法主要有：(1)基于循环谱的载频和码速率估计算法，该算法需要较大的采样数据量，不能满足工程上实时性的要求。(2)基于小波变换的突变点和码速率估计算法，该方法存在最优尺度和母函数的选取问题。(3)基于最大似然估计的PSK信号参数估计算法，该算法需要多维搜索，实时性仍较差。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种针对升余弦成型MPSK信号的盲符号速率估计与定时方法。特点在于：(1)具有较好实时性；(2)符号速率估计与定时同步都不受载波频率偏差的影响；(3)在进行符号速率估计的同时完成了符号定时同步。本方法也适用于根升余弦成型的MPSK信号。

本发明的目的通过以下技术方案实现的：

一种针对升余弦成型MPSK信号的盲符号速率估计与定时方法，其特征在于，包括：

A、根据输入的基带信号求出信号功率谱密度；

B、根据所述的功率谱密度求出符号速率估计范围；

C、根据定时同步环路的最大定时频率偏差，在所述符号速率估计范围内，等间隔的确定n个符号速率值作为初始符号速率值；

D、依次选取所述n个初始符号速率值，计算定时同步环路之前的抽取系数，然后对抽取后的信号进行定时同步；当定时同步后，获得相对定时频率偏差，输出符号定时同步信号；同时，将此时的初始符号速率和相对定时频率偏差相加得到基带信号的符号速率，并将其输出。

所述步骤A进一步包括：

A1、设置采样点数N_sample，采样频率f_s；

A2、设置FFT点数N_FFT；

A3、设置窗函数类型与窗函数长度N_window；

A4、设置重叠数据长度N_overlap；

A5、设置抽取模块1的抽取系数为S₁＝1；

A6、计算基带信号的功率谱密度S_y(f)。

所述步骤B进一步包括：

B1、搜索S_y(f)找到其最大值，其值记为v；

B2、在第一奈奎斯特频率范围(0～0.5f_s)内搜索满足S_y(f)≥0.5v的最大频率点，记为f_L；

B3、在第二奈奎斯特频率范围(0.5f_s～f_s)内搜索满足S_y(f)≥0.5v的最小频率点，记为f_H；

B4、将(f_s-f_H+f_L)作为基带信号带宽的估计值

B5、根据基带信号带宽的估计值如果满足则设置S₁＝S₁×2，并返回步骤A6；如果满足则设置S₁＝S₁÷2，并返回步骤A6；若都不满足，则执行步骤B6；

B6、根据信号带宽估计值求得信号速率估计范围为

所述步骤C进一步包括：

C1、确定定时同步环路支持的最大定时频率偏差Δf_TMAX；

C2、根据所述符号速率估计范围和最大定时频率偏差Δf_TMAX，确定n个长度为2Δf_TMAX的频率区间，每个区间中心频率值为将其作为定时同步环路的初始符号速率估计值。

所述步骤D进一步包括：

D1、设置i＝1，设置所述每个频率区间的定时检测时间为t_p；

D2、选取所述初始符号速率估计值计算抽取模块2的抽取因子S₂；