[发明专利]一种连续相位调制信号的频偏、时延和相偏的联合同步方法

权利要求书

1.一种连续相位调制信号的频偏、时延和相偏的联合同步方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1，基于FFT的频偏估计。从接收端信号中获得导频信号，将导频信号进行FFT变换，得到FFT频谱，根据频谱的峰值得到估计频偏；

步骤2，频偏校正。利用复共轭相乘的方法，将得到的估计频偏以复共轭的形式乘以接收信号，得到有剩余频偏的信号；

步骤3，滤波和解调。将有剩余频偏的信号进行匹配滤波和采样判决，即将复信号和与发送信号相乘，得到定时环路输出端给出的判决时刻的信号值，将其输入到维特比解调器进行解调，得到解调码元；

步骤4，计算误差信号。利用解调码元和判决信息产生定时误差信号和相位误差信号；

步骤5，迭代更新。定时环路利用定时误差信号逐步更新定时估计结果，提供给滤波器组作为输出采样时刻；锁相环利用相位误差信号逐步更新相位估计结果，提供给复基带信号进行相偏校正，即将得到的估计相偏以复共轭的形式乘以接收信号。

2.根据权利要求1所述的一种连续相位调制信号的频偏、时延和相偏的联合同步方法，其特征在于：所述的步骤1具体包括以下子步骤：

(1.1)利用本地载波分别构造正余弦信号，分别与导频实信号相乘，再分别通过低通滤波器，将得到的两路信号求和，得到信号的希尔伯特复矢量形式；

(1.2)对希尔伯特复矢量形式的信号求离散傅里叶变换，得到变换后的FFT谱；

(1.3)根据以下公式计算频偏估计值：

其中，f_d表示频偏估计值，f_s表示码速率，k表示频谱峰值为第k个频点，N表示离散傅里叶变换的区间长度。

3.根据权利要求1所述的一种连续相位调制信号的频偏、时延和相偏的联合同步方法，其特征在于，步骤3所述的维特比解调器具体包括以下子步骤：

(3.1)在每个(n+1)T时刻，其中T为码元周期，计算进入节点的M个分支度量λ_i(n)，其中M为数据码元的进制数，计算公式如下：

其中，r(t)表示接收信号，s(t)表示发送信号，Re()表示求复信号的实部；

(3.2)在原有nT时刻幸存路径基础上用分支度量进行路径度量的更新：

(3.3)比较每个状态节点的度量增量Z_i(n)＝λ_i(n)-λ_i(n-1)，保留最大值所对应的路径，消去其他路径；

(3.4)每经过一个码元，重复步骤(3.1)-(3.3)直到序列完成，选择具有最大路径度量的路径，回溯路径所保持的数据，得到解调数据。

4.根据权利要求1所述的一种连续相位调制信号的频偏、时延和相偏的联合同步方法，其特征在于，所述的步骤4中的定时误差信号和相位误差信号的计算分别利用下式得到：

其中，表示分支度量，计算式为表示Z_k对τ的偏导数，φ_k为相位状态，α_k表示第k个发送码元，和分别为相位和定时的估计值。

5.根据权利要求1所述的一种连续相位调制信号的频偏、时延和相偏的联合同步方法，其特征在于，所述的步骤5中迭代更新的计算式如下：

其中，D表示时延参数，实际中通常取D＝1，γ_T和γ_P分别表示定时和相位更新迭代步长，它们的计算式如下：

其中，BTs表示归一化环路带宽，k_τ和k_p分别为定时误差检测器TED和相位误差检测器PED的S曲线参数。