[发明专利]基于眼图和信息熵的载波参数估计方法

摘要

本发明提出了一种基于眼图和信息熵的载波参数估计方法，主要解决现有技术进行载波参数估计实时性差和估计准确性低的问题。其实现方案是：在发送端，对随机产生的一串二进制信息序列进行MPSK调制并发送；根据接收的数据算出眼图熵，做出不同定时相位下眼图熵的变化图形；根据接收的数据算出两个符号周期的眼图熵及平均值，做出该平均值的变化图形；根据接收的数据做出不同载波频偏下星座图熵的变化图形；分别找到三个变化图形中熵值最小的点，最小点所对应的位置即为定时恢复的最佳采样时刻，实际符号速率的估计值和载波频偏的估计值。本发明便于实现，估计精度高，可用于定时恢复、符号速率、载波频偏估计及设计高精度一体化的同步器。

主权项

1.一种基于眼图和信息熵的载波参数估计方法，包括：(1)在发送端，对随机产生的一串二进制信息序列进行M进制相移键控MPSK调制，并把调制后的信号经信道发送到接收端；(2)对到达接收端的信号进行采样，得到采样数据；(3)根据接收端的采样数据进行定时恢复：(3.1)提取采样数据的实部an，n∈[1,2,…,N*S]，把an中的数据依次存入一个长度为N*S的向量Y0中，其中，N为MPSK信号的码元个数，S为每个符号的采样点数，*表示相乘；(3.2)将Y0中的数据从第一个开始，每S个分为一组，共分为N组，再把这些数据按行依次写入一个N行S列的眼图矩阵Y1中；(3.3)对眼图矩阵Y1中的数据以量化精度k进行量化，量化后的数据有2k个量化区间，将量化后的数据存入量化矩阵Y2；(3.4)对量化矩阵Y2中的数据按列统计其第j列中的N个数据落入第i个量化区间的次数，用lij表示；(3.5)根据统计出的lij，计算第j个定时相位处眼图的熵Hj，其中，1≤i≤2k，1≤j≤S；(3.6)根据j的数值变化做出不同定时相位下眼图熵的变化图形，变化图形中熵值最小的定时相位处所对应的时刻即为最佳采样时刻；(4)根据接收端的采样数据进行符号速率估计：(4.1)将Y₀中的数据从第一个开始，每2S个分为一组，共分为组，再把这些数据按行依次写入行2S列的眼图矩阵Y₃中；(4.2)对眼图矩阵Y3中的数据以量化精度k进行量化，量化后的数据有2k个量化区间，将量化后的数据存入量化矩阵Y4，并对量化矩阵Y4中的数据按列统计其第j列N个数据落入第i个量化区间的次数lij，根据统计出的lij，计算第j个定时相位处眼图的熵Hj，其中，1≤i≤2k，1≤j≤2S；(4.3)根据第j个定时相位处眼图的熵H_j计算出不同过采样率下的定时相位熵的平均值(4.4)做出不同过采样率下定时相位熵的平均值的变化图形；(4.5)从变化图形中找到平均熵值的全局最小点，由该点所对应的过采样率得到实际符号速率的估计值：其中，R_S为系统假定的符号速率，S为每个符号的采样点数；(5)根据接收端的采样数据进行载波频偏估计：(5.1)对接收端的采样数据n∈[1,2,…,N*S]补偿频偏Δf得到补偿后的星座图数据，根据补偿后的星座图数据做出不同频偏Δf下星座图熵的变化图形，其中，s(n)为发送端信号，f_d为所要估计的系统频偏值，T_s为符号周期，w(n)为噪声；(5.3)从变化图形中找出熵值最小点，该点所对应的载波频偏Δf即为所要估计的系统的载波频偏值fd。