一种载波频率偏差估计方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种载波频率偏差估计方法及装置,该方法步骤包括：S01.输入数字中频接收机接收到的采样序列，经过下变频后得到复基带序列，计算所述复基带序列中每个采样点的相位角；S02.根据计算得到个各所述相位角计算相邻采样点之间的相位差；S03.根据计算得到的所述相邻采样点之间的相位差进行校正，以去除相位折叠，得到校正后的相位差序列；S04.根据所述校正后的相位差序列计算载波频率偏差输出。本发明专利技术具有实现方法简单、复杂程度低、计算量小、能够兼容各种线性调制样式，适用范围广等优点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
一种载波频率偏差估计方法及装置


[0001]本专利技术涉及非合作通信
，尤其涉及一种载波频率偏差估计方法及装置。

技术介绍

[0002]在合作通信中，载波频率偏差主要是由多普勒频移、收发振荡器频率不相等引起。在非合作通信中，接收机由于难以获知发射机载波频率的准确值，因而下变频后的载波频率偏差往往非常大，甚至可以与信号带宽比拟。载波频率偏差会使信号星座点旋转，因而为正确解调需要载波同步使接收端载波与发送端同频，即需要估计出相应的频率偏差并进行补偿，否则会引起解调器性能下降、解调损耗变大等问题，甚至会导致无法解调出正确的信息数据。
[0003]如果没有调制信息的影响，下变频后的接收信号是一个频率等于载波频偏的单频信号。如果能把调制信息从接收信号中去除掉，则可以采用噪声中单频信号的频率估计方法来估计载波频偏。事实上，现有技术在训练序列的数据辅助方法中，训练序列的主要作用即是用来去除调制信息对接收信号的影响。对于非合作通信而言，由于不具备先验信息，导频信息或同步头常常是未知的，数据辅助法并不适用。因而在非合作信号的解调过程中，为了获取信号的载波频率偏差只能采用非数据辅助方法，通常是采取非线性变换的方法来去除调制信息，如平方律法、循环累积量法等。
[0004]现有技术中上述平方律法是根据信号的调制阶数M相应地对信号进行M次方，频谱会在M倍载频处出现离散的谱线，通过寻找这些谱线对应的频点即可完成载频估计，但是计算量大，且有平方或高次方后噪声功率放大的问题，因此对于高阶调制信号不适用。循环累积量法是利用循环矩和循环累积量提取载频信息，估计精度较高，但对高阶调制信号存在计算量大且算法复杂度高的问题。针对于载波频率偏差估计，现有技术中通常是采用符号间的差分运算实现，但是该类方式仅使用每个数据符号的最佳采样点来估计，必须要求接收机在估计前先完成符号同步，且计算量大、复杂程度高。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种实现方法简单、复杂程度低、计算量小、能够兼容各种线性调制样式，适用范围广的载波频率偏差估计方法及装置。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0007]一种载波频率偏差估计方法，步骤包括：
[0008]S01.输入数字中频接收机接收到的采样序列，经过下变频后得到复基带序列，计算所述复基带序列中每个采样点的相位角；
[0009]S02.根据计算得到个各所述相位角计算相邻采样点之间的相位差；
[0010]S03.根据计算得到的所述相邻采样点之间的相位差进行校正，以去除相位折叠，得到校正后的相位差序列；
[0011]S04.根据所述校正后的相位差序列计算载波频率偏差输出。
[0012]进一步的，所述步骤S01中采用cordic算法计算复基带序列的瞬时相位角，计算表达式为：
[0013][0014]其中，为瞬时相位角序列，n表示时刻，Φ
a
(n)为数据符号的n时刻的相位，Im[x(n)]为复基带序列x(n)的虚部，Re[x(n)]为复基带序列x(n)的实部，T
s
为采样间隔时间，Δf为载波频率偏差，Φ
N
(n)为信道噪声引起的相位扰动。
[0015]进一步的，所述步骤S02中，具体按照下式计算相邻采样点的瞬时相位差：
[0016][0017]其中，为n时刻的瞬时相位角，为n
‑
1时刻的相位角，为瞬时相位差序列，T
s
为采样间隔时间，Δf为载波频率偏差，Φ
a
(n)为数据符号的n时刻的相位，Φ
N
(n)为n时刻信道噪声引起的相位扰动。
[0018]进一步的，所述步骤S03中，具体按照下式对所述相邻采样点之间的相位差进行校正：
[0019][0020]其中，为相位角序列，为瞬时相位差序列，为校正后的瞬时相位差序列，n表示时刻。
[0021]进一步的，所述步骤S03后、步骤S04前还包括对所述校正后的相位差序列进行低通滤波，得到滤波后信号输出。
[0022]进一步的，所述步骤S04中，具体按照下式计算载波频率偏差：
[0023][0024]其中，为所述校正后的相位差序列进行低通滤波后信号，T
s
为采样间隔时间。
[0025]一种载波频率偏差估计装置，包括：
[0026]相位角计算模块，用于输入数字中频接收机接收到的采样序列，经过下变频后得到复基带序列，计算所述复基带序列中每个采样点的相位角；
[0027]相位差计算模块，用于根据计算得到个各所述相位角计算相邻采样点之间的相位差；
[0028]相位折叠去除模块，用于根据计算得到的所述相邻采样点之间的相位差进行校正，以去除相位折叠，得到校正后的相位差序列；
[0029]频率偏差计算模块，用于根据所述校正后的相位差序列计算载波频率偏差输出。
[0030]进一步的，所述相位折叠去除模块与所述频率偏差计算模块之间还连接有低通滤波模块，以用于对所述校正后的相位差序列进行低通滤波，得到滤波后信号输出。
[0031]一种计算机设备，包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述
处理器用于执行所述计算机程序以执行如上述方法。
[0032]一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序执行时实现如上述方法。
[0033]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0034]1、本专利技术载波频率偏差估计方法及装置，无需去除信号中的调制信息，直接对基带信号进行载波频偏估计，复杂程度低且计算量小，且估计过程与调制阶数无关，可以兼容如FSK/MSK/MPSK/DMPSK/MAPSK/MQAM等各类线性调制样式，同时利用所有的采样数据序列进行估计，无需关注采样位置偏差，使得可以在符号同步前实现载波频率偏差的估计，且适应的载波频偏范围非常大。
[0035]2、本专利技术载波频率偏差估计方法及装置，可以适用于非合作通信、高阶调制信号中，对于非合作通信，不需要预先进行调制方式识别，对于高阶调制信号，不需要进行高阶非线性计算，不会存在噪声功率放大的问题，也不会增加复杂度，可以大大降低实现复杂程度以及计算量。
[0036]3、本专利技术载波频率偏差估计方法及装置，通过结合相邻采样点的差分运算实现载波频率偏差估计，由差分运算可以把调制信息去除，不需要如传统估计方法利用训练序列等先验信息或通过非线性变换来去除调制信息，进一步结合窄带低通滤波器，可以滤除相邻符号跳变处的相位差畸变值，不需要训练序列等先验信息或通过非线性变换来去除调制信息，即可快速、高效的实现精准载波频率偏差估计，不仅复杂度低，且易于工程实现。
附图说明
[0037]图1是本实施例载波频率偏差估计方法的实现流程示意图。
[0038]图2是本实施例载波频率偏差估计装置的结构示意图。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种载波频率偏差估计方法,其特征在于，步骤包括：S01.输入数字中频接收机接收到的采样序列，经过下变频后得到复基带序列，计算所述复基带序列中每个采样点的相位角；S02.根据计算得到个各所述相位角计算相邻采样点之间的相位差；S03.根据计算得到的所述相邻采样点之间的相位差进行校正，以去除相位折叠，得到校正后的相位差序列；S04.根据所述校正后的相位差序列计算载波频率偏差输出。2.根据权利要求1所述的载波频率偏差估计方法,其特征在于，所述步骤S01中采用cordic算法计算复基带序列的瞬时相位角，计算表达式为：其中，为瞬时相位角序列，n表示时刻，Φ
a
(n)为数据符号的n时刻的相位，Im[x(n)]为复基带序列x(n)的虚部，Re[x(n)]为复基带序列x(n)的实部，T
s
为采样间隔时间，Δf为载波频率偏差，Φ
N
(n)为信道噪声引起的相位扰动。3.根据权利要求1所述的载波频率偏差估计方法,其特征在于，所述步骤S02中，具体按照下式计算相邻采样点的瞬时相位差：其中，为n时刻的瞬时相位角，为n
‑
1时刻的相位角，为瞬时相位差序列，T
s
为采样间隔时间，Δf为载波频率偏差，Φ
a
(n)为数据符号的n时刻的相位，Φ
N
(n)为n时刻信道噪声引起的相位扰动。4.根据权利要求1所述的载波频率偏差估计方法,其特征在于，所述步骤S03中，具体按照下式对所述相邻采样点之间的相位差进行校正：其...

【专利技术属性】
技术研发人员：周资伟，黄震南，王萌，
申请(专利权)人：湖南艾科诺维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：