[发明专利]一种频偏估计实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种频偏估计实现方法。

背景技术

在深空通信系统中，由于通信距离远，无线电波传输延时长，信号能量衰减严重，一般采用较低的码速率通信，比如1kbps，此时，接收信号中的频偏若与码速率相当或者大于码速率，则会使接收机中的解调器无法正常工作；有时甚至采用极低码速率通信，比如7.8125bps，此时，接收信号中的极小频偏(几Hz或者几十Hz)，都会使接收机中的解调器无法正常工作，因此需要先估计频偏，对频偏进行实时补偿，然后才能进行解调接收。

现有的频偏估计方法按照实现帧结构分类，主要有数据辅助(DA：Data-Aided)法和非数据辅助(NDA：Non Data-Aided)法两种；按照实现结构分类主要有开环估计法和闭环估计法两种。方法不同，所采用的实现结构也不同。在现有频偏估计的实现中，由于不需要在信息帧中插入额外的辅助信息而使非数据辅助法广泛应用于无线通信领域的接收机中；同时，开环估计法也因实现简单而成为最普通的频偏估计方法。

在非数据辅助法中，利用FFT估计频偏是一种应用最广泛方法，但是存在下述问题：当所估计的频偏与码速率相当或者大于码速率时，不能正确地进行频偏估计。本发明正是在上述背景下，对基于FFT的非数据辅助法进行改进，使其在频偏大于码速率情况下仍能准确地估计已调信号的频偏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种算法简单、估计准确的频偏估计实现方法，实现了已调信号频偏大于码速率情况下的准确频偏估计。

本发明包括如下技术方案：

一种频偏估计实现方法，包括以下步骤：

(1)对输入的两路调制信号分别进行过采样获得两路过采样后的调制信号；其中过采样的频率f_s满足如下公式：f_s≥4f_max，其中f_max为最大频偏值；

(2)将两路过采样后的调制信号组成复数序列，对该复数序列进平方运算或四次方运算；

(3)进行复数FFT运算获得复数FFT运算结果；

(4)对复数FFT运算结果进行实、虚部平方和运算；

(5)在实、虚部平方和运算的结果中搜索最大值，并确定最大值所在的位置；

(6)根据最大值所在的位置进行频率映射，输出所估计的频偏值。

步骤(3)中的复数FFT运算的点数N_fft，满足如下公式：

其中Δf为频偏估计精度。

步骤(5)中搜索最大值的方法如下：假定第一个值为最大值，从第二个值开始与上一个值进行比较，若该值大于最大值，则最大值进行更新，更新为当前值；否则最大值进行保持，保持上一次的最大值，如此往复，直至第N_fft个值比较完毕；得到最大值及其所在的位置。