[发明专利]一种基于连续分段滑窗估计频偏的频率跟踪方法

说明书

本发明公开了一种基于连续分段滑窗估计频偏的频率跟踪方法，通过将独特码符号去调制信息后按固定长度分段，再对每段独特码分组累加，然后将每段累加值采用M&M算法进行频率估计，得到各个分段的频偏估计值，紧接着以一定的独特码窗长依次向右滑动，再按固定独特码长度依次计算出各个分段的频率估计值，由此可得到一系列连续的频率估计值，最后采用这些连续频偏估计值对连续数据帧进行分段频偏补偿。本发明基于连续帧结构，利用载波辅助独特码符号分段滑窗估计频偏，并分段进行频偏补偿的方法来实现了精频率同步。能够尽量降低频偏动态变化对载波跟踪性能的影响，提升解调性能。

技术领域

本发明涉及无线通信系统领域，特别是涉及一种基于连续分段滑窗估计频偏的频率跟踪方法。

背景技术

在卫星移动通信系统中，经过解调下变频后的基带信号非常容易受环境、晶振不稳定以及多普勒频率偏移的影响，从而含有动态变化的载波频率偏移，这个频率偏移会导致星座点偏移从而使接收机无法正确地解调信源信号，因此解调之前需要进行准确地载波频率同步并补偿。通常载波频率同步分两个步骤完成，即首先进行载波初始捕获和同步，补偿掉大部分频偏；其次再完成剩余频偏的捕获和跟踪。鉴于初始频率捕获准确度及频偏动态变化的影响，准确地进行剩余频偏跟踪就变得尤为重要。现在普遍采用独特码符号辅助传输技术，在静态或动态频偏变化较小情况下已有多种独特码辅助频率估计算法，如kay算法、FFT算法等，但这些算法在高动态频偏变化环境下的频率估计性能很不理想，在进行频率补偿时常常会引入较大的频率误差，从而使频率跟踪性能下降。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于连续帧结构，利用载波辅助独特码符号分段滑窗估计频偏，并分段进行频偏补偿的方法来实现精频率同步。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于连续分段滑窗估计频偏的频率跟踪方法，包括以下步骤：

S1：将本地已知的独特码符号与从接收信号中提取出的独特码符号求共轭相关，去掉调制信息；

S2：对去调制信息后的独特码符号按固定长度分段；

S3：对每段独特码分组累加；

S4：将每段累加值采用频率估计算法进行频率估计，得到各个分段的频偏估计值；

S5：以一定的独特码窗长依次向右滑动，再按固定独特码长度依次计算出各个分段的频率估计值，由此得到一系列连续的频率估计值；

S6：采用步骤S5得到的一系列连续的频率估计值对连续数据帧进行分段频偏补偿。

所述频率估计算法采用M&M算法，M&M算法进行频率估计的工作流程为：

SS1：N个独特码累加值求自相关；

SS2：计算自相关函数的相位增量；

SS3：相位增量乘以平滑因子；

SS4：M个平滑相角累加后计算出频率估计值。

所述M&M算法的频偏估计公式为：

式中，T_s为符号周期，w(m)为平滑因子，R(m)为定义的自相关函数，arg{}为求角度函数，单位为弧度，有：

其中M为算法设计参数，取值为M＝N/2，N为独特码累加值长度，Z_k表示去调制后的独特码累加信号。