[發明專利]衛星移動通信系統中對頻率斜升和頻偏估計的方法和裝置有效
| 申請號： | 201110414453.5 | 申請日： | 2011-12-13 |
| 公開（公告）號： | CN102437992A | 公開（公告）日： | 2012-05-02 |
| 發明（設計）人： | 蔣偉;樂天;甘淼;鄭楊;徐國珍;羅武 | 申請（專利權）人： | 北京大學 |
| 主分類號： | H04L27/26 | 分類號： | H04L27/26;H04L25/02 |
| 代理公司： | 北京萬象新悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11360 | 代理人： | 賈曉玲 |
| 地址： | 100871*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 衛星 移動 通信 系統 頻率 估計 方法 裝置 | ||
技術領域
本發明涉及通信技術領域，具體涉及一種衛星移動通信系統中對頻率斜升和頻偏進行估計的方法和裝置。
背景技術
在衛星移動通信系統中，收發雙方的載波同步問題極大地影響了系統的性能。由于衛星或基站與接收機的相對運動，存在多普勒頻率斜升(本文簡稱為頻率斜升)、多普勒頻偏(本文簡稱頻偏)等。能否快速正確地估計和補償頻率斜升、頻偏是正確接收數據的前提，也是衛星移動通信系統中必不可少的一個環節。導頻符號輔助調制技術通過在發送信息中加入一定數量的已知符號(即導頻符號)，為通信系統接收機的同步、信道估計等提供幫助，可以改善低信噪比下的接收機性能。
信道模型為加性高斯白噪聲(AWGN)信道，調制方式為相移鍵控(PSK)，進行歸一化采樣后，復接收信號yk為
其中e為自然對數的底，j為虛數單位k為符號下標，-N/2＜k≤N/2，xk為發射信號的第k個符號，N為發射信號的總符號數，aD為歸一化頻率斜升值，fD為歸一化多普勒頻偏值，θ0為均勻分布于(-π，π)之間的載波初相位，nk為獨立同分布的零均值加性復高斯隨機變量。
現有技術中，針對頻率斜升進行估計的方法，有的使用了快速傅立葉變換(FFT)，有的使用了頻偏差分算法。前者的計算復雜度較高，后者的精度較低。
發明內容
鑒于現有的頻率斜升估計方法無法同時滿足計算復雜度低、精度高的缺陷，本發明提供了一種對頻率斜升、頻偏聯合估計的方法和裝置，不僅計算復雜度較低，而且精度較高。仿真測試表明，本發明的信噪比門限低，而且對頻率斜升、頻偏的估計接近理論界——克拉美勞下界(CRLB)。
本發明的技術方案如下：
一種衛星移動通信系統中對頻率斜升和頻偏估計的方法，包括如下步驟：
1)根據實際通信系統的參數，求出歸一化頻率斜升值aD的范圍，并計算出頻率斜升值的試探間隔ΔaD；
2)以間隔ΔaD對aD進行多次試探，在每個試探的aD值下，糾正aD帶來的影響，接著利用頻偏估計方法，每次試探得到一個或多個(aD，fD)數對，當所有的試探結束后，全部(aD，fD)數對就組成了一個集合；
3)將第2)步的集合中所有的(aD，fD)數對代入似然函數G(aD，fD)，找到使該似然函數取極大值時的那一組(aD，fD)，作為頻率斜升、頻偏的估計值。
步驟1)中所述實際通信系統的參數為：實際通信系統的頻率斜升值a、載波符號速率fs、發射信號的總符號數N。
優選的，步驟1)中所述頻率斜升值的試探間隔ΔaD的取值如下：
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