[发明专利]一种基于相关函数多项式逼近的定时偏差估计方法

说明书

本发明公开一种基于相关函数多项式逼近的定时偏差估计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1确定4个3阶多项式的系数c_m(k)；S2计算已知符号序列s的自相关函数R(ε)的峰值附近的5个采样值R[‑2]、R[‑1]、R[0]、R[1]和R[2]；S3计算自相关函数R(ε)峰值附近一段函数的逼近多项式的系数；S4以和的算数平均值作为对ε的最优估计值S5利用公式计算定时偏差的估计值计算简便，且估计性能逼近修正克拉美罗界MCRB，适用于低信噪比条件下的突发通信。

技术领域

本发明涉及数字通信技术领域，尤其涉及参数估计技术，具体地说，是一种基于相关函数多项式逼近的定时偏差估计方法。

背景技术

符号同步是全数字通信接收机的重要功能之一，负责从存在定时偏差的接收信号中准确地恢复出有用数据符号。符号同步功能通过定时偏差估计和定时偏差修正两个步骤来实现。因此，定时偏差估计方法的优劣将对符号同步性能的好坏产生直接影响。

突发通信通常具有以下两个特点：

1)突发信号帧的发送时间具有随机性；

2)突发信号帧较短。

其中，特点1)导致突发信号帧之间的参数变化失去了相关性，接收机必须利用当前接收到的突发信号帧对参数进行独立估计；特点2)意味着接收机能够用来辅助参数估计的数据较少。因此，针对突发通信中的定时偏差估计，需要解决的第一个问题是：如何利用较少的辅助数据对定时偏差参数进行准确的估计。

随着Turbo码、LDPC码等先进纠错编码技术的广泛应用，内接收机(负责解码)的工作门限越来越低。为了充分发挥内接收机的优异性能，要求外接收机(负责解调)的工作门限也要相应降低。因此，针对突发通信中的定时偏差估计，需要解决的第二个问题是：如何在低信噪比条件下对定时偏差参数进行准确的估计。

发明内容

为了同时解决背景技术中提出的两个问题，本发明提供一种基于相关函数多项式逼近的定时偏差估计方法，计算简便，且估计性能逼近修正克拉美罗界MCRB，适用于低信噪比条件下的突发通信。

为了实现本发明的目的，本发明拟通过以下技术方案实现：

该方法的设计思想如下：

假设以采样速率F_s对基带信号进行采样，采样周期为T_s＝1/F_s，则信号样本绝对定时偏差τ的取值范围有两种等价的表示方式：

或者

τ∈[0,T_s)。 (2)

本方案采用(1)式表示信号样本的绝对定时偏差取值范围。

当模拟信号通过采样和量化转换为数字信号以后，信号样本的时序关系将通过相对定时信息来表征(如图1所示)。因此，在全数字通信接收机中，符号同步模块估计和修正的是信号样本的相对定时偏差。相对定时偏差定义为绝对定时偏差与采样周期的比值，即

根据(1)式、(2)式和(3)式可知，无论以何种速率对基带信号进行采样，信号样本相对定时偏差τ′的取值范围均不变，为

或者

τ′∈[0,1)。 (5)

本方案采用(4)式表示信号样本的相对定时偏差取值范围。

以线性调制基带信号为例，其模型为