【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通信，特别是涉及一种多级频偏估计方法、系统、设备及介质。
技术介绍
1、由于通信信号受到多普勒效应、接收端和发送端间晶振频率不匹配等因素的影响，接收信号的载波频率偏离了接收端的本地振荡频率，为保证通信信息得到高效可靠的传输，必须先通过同步过程使通信双方的工作基准一致。优越的同步性能使通信系统的通信质量优良，反之，会使通信系统的通信功能遭到破坏。载波同步作为同步过程不可或缺的模块，对通信系统的可靠性具有重要影响。而载波捕获是载波同步模块中的重要部分。由于突发信号具有短时、起始和结束时刻不定等特点，接收方处理一个突发数据包的时间相对较短。如果不能在下一个突发数据包到达之前，快速有效地捕获同步参数，将造成数据包的丢失。因此研究快速频偏估计算法是很有必要的。
2、现有的频偏估计算法可以分为时域类和频域类。时域类传统的频偏估计算法中，kay算法具有最大的估计范围，接近理论值，并且不受导频长度的影响，与估计精度彼此独立。但kay算法信噪比门限高、估计精度最差。fitz和l&r算法估计范围较小，但估计精度最高、信噪比门限最低，并且随着导频长度的增加，fitz和l&r算法估计范围减小，估计精度增加。m&m算法估计范围与kay算法接近，并且估计精度仅次于fitz和l&r算法，兼顾了估计范围和估计精度，但是在频偏接近理论边界的情况下，m&m算法估计结果变差，无法在低信噪比下实现参数估计。
3、频域类中，快速傅里叶变换法(fft)能直接检测频偏的绝对值，具有较快的速度，适用
4、多级频偏估计算法是将粗频偏估计算法和细频偏估计算法组合进行频偏估计的一种重要方法，需要根据估计范围和估计精度对两种算法进行选择，同时还需考虑到能否满足信噪比门限。将fft算法及其内插算法或者自相关函数长度较短的时域估计算法作为粗频偏估计算法，先通过粗频偏估计算法进行频偏估计获得粗估计值，将信号用粗估计值补偿后得到粗补偿信号，再对粗补偿信号采用高精度频偏估计算法如fitz、l&r等算法进行细估计，得到细估计值，两个估计值相加就是完整的频偏估计值。多级频偏估计算法可以获得粗频偏估计算法的估计范围和细频偏估计算法的精度，但这种算法采用串行级联的方式进行多级频偏估计，花费的时间多，不利于快速同步。
技术实现思路
1、针对上述
技术介绍
中提出的问题，本专利技术提供一种多级频偏估计方法、系统、设备及介质，以在不影响多级频偏估计算法的估计范围和精度的前提下获得更快的估计速度。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种多级频偏估计方法，包括：
4、获取接收端接收到的频偏纠正前信号；
5、将频偏纠正前信号的导频段信号与本地导频序列的共轭相乘，得到去除调制信息后的信号；
6、将去除调制信息后的信号同时进行频域估计和时域自相关计算，得到频偏粗估计值和自相关函数；
7、利用频偏粗估计值对自相关函数进行频偏补偿，得到补偿后的自相关函数；
8、通过时域频偏估计算法对补偿后的自相关函数进行频偏估计，得到频偏细估计值；
9、将频偏粗估计值和频偏细估计值相加得到完整频偏；
10、利用完整频偏对频偏纠正前信号进行频偏补偿，得到频偏纠正后的信号。
11、可选地，所述将频偏纠正前信号的导频段信号与本地导频序列的共轭相乘，得到去除调制信息后的信号，具体包括：
12、将频偏纠正前信号的导频段信号p(n)与本地导频序列的共轭p*(n)相乘，由p(n)p*(n)＝1得到去除调制信息后的信号s(n)；其中n＝0,1,2,…,l-1；l为导频序列的长度；n0(n)为实部与虚部相互独立的复值加性高斯白噪声样本；fd为频偏；t为码元周期；θ为相位。
13、可选地，所述将去除调制信息后的信号同时进行频域估计和时域自相关计算，得到频偏粗估计值和自相关函数，具体包括：
14、对去除调制信息后的信号s(n)进行l点fft运算，得到fft运算后的信号s(k)；
15、对fft运算后的信号s(k)进行索引操作，得到最大谱线位置kpeak；
16、将最大谱线位置kpeak代入公式得到频偏粗估计值f1。
17、可选地，所述将去除调制信息后的信号同时进行频域估计和时域自相关计算，得到频偏粗估计值和自相关函数，还包括：
18、将去除调制信息后的信号s(n)进行时域自相关计算，得到自相关函数其中m为自相关函数的第m个点，1≤m≤n；n为自相关函数长度；n'(m)为自相关后的噪声。
19、可选地，所述利用频偏粗估计值对自相关函数进行频偏补偿，得到补偿后的自相关函数，具体包括：
20、利用频偏粗估计值f1对自相关函数r(m)进行频偏补偿，得到补偿后的自相关函数
21、可选地，所述通过时域频偏估计算法对补偿后的自相关函数进行频偏估计，得到频偏细估计值，具体包括：
22、采用l&r算法对补偿后的自相关函数r'(m)进行频偏估计，得到频偏细估计值f2。
23、可选地，所述利用完整频偏对频偏纠正前信号进行频偏补偿，得到频偏纠正后的信号之后，还包括：
24、对频偏纠正后的信号进行解调和译码，得到同步的数据段。
25、一种多级频偏估计系统，包括：
26、信号获取模块，用于获取接收端接收到的频偏纠正前信号；
27、去调制模块，用于将频偏纠正前信号的导频段信号与本地导频序列的共轭相乘，得到去除调制信息后的信号；
28、并行处理模块，用于将去除调制信息后的信号同时进行频域估计和时域自相关计算，得到频偏粗估计值和自相关函数；
29、频偏补偿模块，用于利用频偏粗估计值对自相关函数进行频偏补偿，得到补偿后的自相关函数；
30、频偏估计模块，用于通过时域频偏估计算法对补偿后的自相关函数进行频偏估计，得到频偏细估计值；
31、完整频偏计算模块，用于将频偏粗估计值和频偏细估计值相加得到完整频偏；
32、频偏纠正模块，用于利用完整频偏对频偏纠正前信号进行频偏补偿，得到频偏纠正后的信号。
33、一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行所述的多级频偏估计方法。
34、一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的多级频偏估计方法。
35、根据本专利技术提供的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多级频偏估计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的多级频偏估计方法，其特征在于，所述将频偏纠正前信号的导频段信号与本地导频序列的共轭相乘，得到去除调制信息后的信号，具体包括：
3.根据权利要求2所述的多级频偏估计方法，其特征在于，所述将去除调制信息后的信号同时进行频域估计和时域自相关计算，得到频偏粗估计值和自相关函数，具体包括：
4.根据权利要求3所述的多级频偏估计方法，其特征在于，所述将去除调制信息后的信号同时进行频域估计和时域自相关计算，得到频偏粗估计值和自相关函数，还包括：
5.根据权利要求4所述的多级频偏估计方法，其特征在于，所述利用频偏粗估计值对自相关函数进行频偏补偿，得到补偿后的自相关函数，具体包括：
6.根据权利要求5所述的多级频偏估计方法，其特征在于，所述通过时域频偏估计算法对补偿后的自相关函数进行频偏估计，得到频偏细估计值，具体包括：
7.根据权利要求1所述的多级频偏估计方法，其特征在于，所述利用完整频偏对频偏纠正前信号进行频偏补偿，得到频偏纠正后的信号之后，还包括：p>
8.一种多级频偏估计系统，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行如权利要求1至7中任意一项所述的多级频偏估计方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任意一项所述的多级频偏估计方法。
...【技术特征摘要】
1.一种多级频偏估计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的多级频偏估计方法，其特征在于，所述将频偏纠正前信号的导频段信号与本地导频序列的共轭相乘，得到去除调制信息后的信号，具体包括：
3.根据权利要求2所述的多级频偏估计方法，其特征在于，所述将去除调制信息后的信号同时进行频域估计和时域自相关计算，得到频偏粗估计值和自相关函数，具体包括：
4.根据权利要求3所述的多级频偏估计方法，其特征在于，所述将去除调制信息后的信号同时进行频域估计和时域自相关计算，得到频偏粗估计值和自相关函数，还包括：
5.根据权利要求4所述的多级频偏估计方法，其特征在于，所述利用频偏粗估计值对自相关函数进行频偏补偿，得到补偿后的自相关函数，具体包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：张忠民，张荡，席志红，禹永植，靳庆贵，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：
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