[发明专利]一种适合幅度相移键控的非数据辅助频偏估计方法

说明书

本发明请求保护一种适合APSK(AmplitudePhaseShiftKeying，幅度相移键控)的非数据辅助频偏估计方法，涉及数字通信系统接收端处理技术，实现接收端对APSK信号频偏估计与补偿。本发明实现了一种提高接收端对APSK信号作频偏估计与补偿的精确度，该方法为：接收信号经过根升余弦滤波器处理，对信号做同步处理，包括定时同步，频率同步及相位同步处理。本发明针对频率同步处理，根据APSK信号频率范围，利用M&M算法作频偏粗估计，缩小频偏范围，然后根据精度要求，选择性利用Fitz算法重复n次作频偏细估计，最终得出精确的频偏值。完成同步处理后，进而做判决及星座图解映射输出。本发明针对APSK信号频偏估计与补偿提供了一种有效的解决方案。

技术领域

本发明涉及数字通信技术领域，具体是接收机端适合对APSK信号非数据辅助频偏估计方法。

背景技术

在卫星移动通信系统中，接收端在进行下变频时的本地载波一般由自身的振荡器产生，然后与接收信号相乘进行。然而因为接收端其本身的振荡器的精度有限，且在实际系统中还会受到各方面因素的影响，不可能做到与发送端的载波频率完全同步，由此会产生一定的频率偏差。在通信过程中，接收机接收到的信号的实际频率与发射机发送的信号的频率存在偏差的原因还有接收机和发射机之间的相对运动，即多普勒效应。所以，接收端信号解调主要解决同步问题，其中载波同步技术是接收端关键技术之一，如果不对接收机中存在的载波频偏进行估计和纠正，即使通信中的噪声影响很小，也会造成很大误码率，有时甚至无法获得正确信息。

载波同步按是否使用训练序列可分为数据辅助同步方法和非数据辅助同步方法。数据辅助同步方法一般采用发送已知的训练序列进行同步，具有精度高，计算简单，捕获范围大等优点，但是这种算法降低了系统传输数据的有效速率和频谱利用率。非数据辅助同步方法不需要额外数据作为训练序列，一般利用循环前缀的相关性进行同步，这类方法不降低系统传输数据的有效速率，具有较高的频谱利用率，适用于不允许发送前向同步码，直接发送实际信号的情况。所以，在工程开发中，接收机接收实际信号，并对信号作频率同步处理，一般采用非数据辅助同步方法，即对接收信号进行相应处理，得到含有载波频率频差的信号，然后再利用频偏估计算法。

通常在接收端对APSK信号作同步处理中，如果载波频偏比较大，接收端在设计载波同步时，单纯使用一种频偏估计算法，很难得出高精度频偏估计值。然而通过仿真验证对比得出Fitz、L&R与M&M算法的特点，其中Fitz和L&R算法的优点在于频偏估计精度高，在低信噪比的情况下频偏估计方差趋近CRB(Cramer-raoBound，克拉美罗界)，但L&R频偏估计算法的归一化频偏大致范围刚好是Fitz频偏估计算法的归一化频偏估计大致范围的两倍，所以Fitz频偏估计算法的归一化频偏估计范围最小。但这两种算法存在缺点：与M&M算法相比，频偏估计范围小，且易受观测数据的影响，观测数据越大估计范围越小，M&M算法估计范围大，可对大频偏进行估计。所以，尝试结合频偏算法的优点，设计一种混合频偏估计算法。

本发明针对现有技术的上述缺陷，设计一种非数据辅助混合频偏估计算法从而在接收端实现较为准确的频偏估计与补偿。

发明内容

本发明旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种方法。本发明的技术方案如下：

一种适合幅度相移键控的非数据辅助频偏估计方法，其包括以下步骤：

101、在接收端，接收经过APSK调制的信号经过低通滤波器处理、同步处理步骤、根据判决门限判决，星座图解映射处理并输出；

102、将去调制信息后的信号利用M&M算法进行频偏估计，若频偏值满足精度要求，则输出频偏值；

103、若频偏值不满足精度要求，利用Fitz算法，重复n次进行频偏估计，直至频偏值满足精度要求，根据频偏估计得出的频偏值做频偏纠正处理。