[发明专利]一种基于联合迭代译码的高动态频偏估计方法

权利要求书

1.一种基于联合迭代译码的高动态频偏估计方法，其特征在于，所述的估计方法包括以下步骤：

S1、将接收机经过帧同步和符号同步得到的符号信息再经过初始频偏粗估计与补偿的信息符号记为r⁽⁰⁾＝{r_k⁽⁰⁾|k＝0，1，2，...，K-1}，第n次迭代进行频偏补偿后的信息符号为r⁽ⁿ⁾＝{r_k⁽ⁿ⁾|k＝0，1，2，...，K-1}，K为接收信息符号个数；

S2、信息符号r⁽ⁿ⁾经过软解调得到y_i⁽ⁿ⁾，i＝0，1，2，...，M·K-1，软解调公式如下：

其中d＝0，1，...，M-1，M为符号调制阶数，σ²为信道噪声功率，A₀(d)为在星座映射图上第d个比特为0的符号集合，A₁(d)为在星座映射图上第d个比特为1的符号集合，a′为符号集合A₀(d)或A₁(d)内的符号；

S3、经过软解调得到的解调软信息y_i⁽ⁿ⁾经过译码器输出比特软信息L_i⁽ⁿ⁾：

其中b_i为第i个比特，p(b_i＝0)表示第i个比特为0的概率，p(b_i＝1)表示第i个比特为1的概率；

S4、利用第n+1次迭代的信道译码输出的比特软信息L_i⁽ⁿ⁾生成符号软信息均值过程如下：

S41、由译码器输出比特软信息得到每个比特后验概率，表示为：

其中p(b_i＝1|r⁽ⁿ⁾)表示第i个比特为1的后验概率；

S42、由每个比特后验概率得到相应发送符号对应的后验概率，表示为：

其中a_k表示第k个发送符号，B₁表示符号a_k相应映射比特为1的位置集合，b_j为第j个比特，B₀表示符号a_k相应映射比特为0的位置集合，p(b_i＝1|r⁽ⁿ⁾)和p(b_j＝1|r⁽ⁿ⁾)均为相应比特对应后验概率，p(a_k|r⁽ⁿ⁾)表示第k个发送符号对应的后验概率；

S43、令第n+1次迭代得到的符号软信息均值为：

其中A为发送符号集；

S5、构建基于最大似然准则构建频偏参数估计表达式为：

其中f⁽ⁿ⁺¹⁾为第n+1次迭代的目标估计参数f⁽ⁿ⁺¹⁾＝(f₁⁽ⁿ⁺¹⁾，f₂⁽ⁿ⁺¹⁾)，f₁⁽ⁿ⁺¹⁾为第n+1次迭代的目标估计一阶频率偏移量，f₂⁽ⁿ⁺¹⁾为第n+1次迭代的目标估计二阶频率偏移量，为在一阶和二阶频偏影响下对每一个符号的相位偏移，T_s为符号周期，()^*表示取共轭，Re{}表示取复数的实数部分，{}表示括号内表达式最大时，f⁽ⁿ⁺¹⁾的取值；

S6、对二阶频偏f₂⁽ⁿ⁺¹⁾采用列举法将参数简化，列举步进为Δf_step，列举范围为[-f_2max，f_2max]，则有：

其中计算表达式：

将步骤S5中基于最大似然准则构建的频偏参数估计表达式消去二阶频偏得到个待估计一阶频偏：

其中f₁⁽ⁿ⁺¹⁾(m)为二阶频偏值f₂⁽ⁿ⁺¹⁾在取值为f₂⁽ⁿ⁺¹⁾(m)时待估计的一阶频偏值；

S7、记

其中K′＝c₁K，c₁为大于零的整数，按所需的频率分辨率取值，c₂＝0，1，2，...，K′-1，则有：

根据以上结果，对F(k，f₂⁽ⁿ⁺¹⁾(m))做K′点的离散傅里叶变换，得到离散傅里叶变换后的结果取实部最大的点所对应的f₁⁽ⁿ⁺¹⁾为在该f₂⁽ⁿ⁺¹⁾(m)下所得到的一阶频率偏移估计值，并记在此时所对应的Re{DFT{F(k，f₂⁽ⁿ⁺¹)(m))}}值为X(m)；

S8、对个X(m)的大小进行比较，X(m)最大时所对应的f₁⁽ⁿ⁺¹⁾(m)和f₂⁽ⁿ⁺¹⁾(m)为本次迭代所得到的一阶频偏变化量f₁⁽ⁿ⁺¹⁾和二阶频偏变化量f₂⁽ⁿ⁺¹⁾；

S9、判断f₁⁽ⁿ⁺¹⁾是否满足预设迭代终止条件，若满足，则输出本次译码输出结果L_i⁽ⁿ⁾并结束迭代过程；否则，则跳转到步骤S10；

S10、将第n+1迭代估计得到的f₁⁽ⁿ⁺¹⁾、f₂⁽ⁿ⁺¹⁾对进行频偏补偿，得到下次一次迭代输入解调器的信号

返回步骤S2继续迭代。

2.根据权利要求1所述的一种基于联合迭代译码的高动态频偏估计方法，其特征在于，所述的预设迭代终止条件包括第一迭代终止条件和/或第二迭代终止条件，其中，

所述的第一迭代终止条件具体为：设定终止迭代的总迭代次数上限Z，当前迭代次数n+1达到终止迭代的总迭代次数上限Z；

所述的第二迭代终止条件具体为：设第n+1次迭代得到的一阶频偏估计值f₁⁽ⁿ⁺¹⁾小于或等于给定常量δ。