【技术实现步骤摘要】
基于眼图和信息熵的载波参数估计方法
本专利技术属于无线通信
,特别涉及一种载波参数估计方法,可用于定时恢复、符号速率的估计和载波频偏的估计。
技术介绍
随着现代无线数字通信技术的发展,使得在有限频率范围内的信号越来越多,进而导致通信环境越来越复杂,通信资源也日益匮乏,因此在无线通信中对信号重要参数的提取显得尤为重要。其中,载波就是通信信号中重要的参数之一,对载波参数进行精确的估计是对接收信号进行信号分析处理和解调的基础,也会对提高系统整体性能有很大的影响。在数字接收机中,下采样器位于匹配滤波器之后,它由本地时钟触发,以符号周期的数倍对接收信号进行采样。理想情况下,本地时钟和真正的符号时钟同步,但是,实际上接收机通常不知道真正的符号时钟,这时就需要进行定时恢复。尤其在移动信道中,符号周期可能随时间变化,另外收发信机相对运动导致的多普勒频移会使载波频率发生改变,进而影响接收机的性能。因此,对于保持通信系统链路的可靠性来说,同步误差的估计和补偿是至关重要的。在载波参数估计的研究中,已有很多经典的算法。其中,最大似然算法能够对MPSK信号进行估计,但该算法要进行多维搜索,在实时性方面就显的比较差。Hagiwara等人利用快速傅里叶变换来估计MPSK的符号速率信息,但该方法只适用于MPSK调制方式,具有较大的局限性。利用导频与编码辅助的迭代算法进行载波同步,在低信噪比下有很好的效果,但是迭代算法的复杂度较高,时延较大。陈还在“通信系统定时恢复问题的研究”中提出了用“眼图”来对定时恢复的最佳采样时刻进行说明,但是并没有展开深入研究。M.PedziszandA.C ...
【技术保护点】
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 ...
【技术特征摘要】
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Hj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,RS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,fd为所要估计的系统频偏值,Ts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。2.根据权利要求1所述的方法,其中步骤(5.1)中对接收端的采样数据补偿频偏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,按如下步骤进行:(5.1a)设定补偿频偏的初始值Δf=fmin=-0.03*Rs,其中,Rs为实际符号速率;(5.1b)给接收端的采样数据补偿频偏...
【专利技术属性】
技术研发人员:孙锦华,石静静,郝少飞,兰笑,邢发,
申请(专利权)人:西安电子科技大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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