[發(fā)明專利]一種適用于非數(shù)據(jù)輔助的MPSK載波同步方法

在審

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• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN107864106A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發(fā)明（設計）人: 龐豪;楊金金;劉剛
• 申請（專利權）人: 成都玖錦科技有限公司
• 主分類號: H04L27/00
• 分類號: H04L27/00;H04L27/26
• 代理公司: 成都坤倫厚樸專利代理事務所(普通合伙)51247
• 代理人: 劉坤

技術領域

本發(fā)明屬于數(shù)字通信領域，具體涉及一種適用于非數(shù)據(jù)輔助的MPSK載波同步方法。

背景技術

載波同步的概念起源于相干解調(diào)同相系統(tǒng)。在數(shù)字通信系統(tǒng)中，信號的處理與傳輸都必須確保在規(guī)定的時隙內(nèi)完成。因此，為了使得信號接收機端能夠準確地解調(diào)信號，接收機端和發(fā)送端必須保持嚴格意義上的同步。載波同步是PSK信號相干解調(diào)中的一項關鍵技術，它直接關系到解調(diào)的指標。

載波同步技術按照采用的輔助手段，分為數(shù)據(jù)輔助、非數(shù)據(jù)輔助與編碼輔助三個大類。而非數(shù)據(jù)輔助有鎖相環(huán)和盲估計兩種工作方式。鎖相環(huán)利用鑒相器提取出同步參數(shù)信息，盲估計則利用發(fā)送信號調(diào)制類型的統(tǒng)計特性，對接收信號進行非線性運算提取出同步參數(shù)的估計值。

目前實現(xiàn)PSK信號載波同步的方法主要有：非線性變換--濾波法、同相正交環(huán)、逆調(diào)制環(huán)和判決反饋環(huán)，這些方法均是基于反饋的閉環(huán)結構；還有基于數(shù)據(jù)輔助的最大似然參數(shù)估計法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種適用于非數(shù)據(jù)輔助的MPSK載波同步方法。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術方案是：一種適用于非數(shù)據(jù)輔助的MPSK載波同步方法。

優(yōu)選的：一種適用于非數(shù)據(jù)輔助的MPSK載波同步方法，其步驟如下：

(1)根據(jù)輸入信號的調(diào)制階數(shù)M，將輸入信號進行M次方運算；

(2)計算瞬時相位和瞬時頻率；

(3)利用瞬時頻率計算頻偏、利用瞬時相位計算相偏；并進行頻偏及相偏補償，去掉頻率及相位偏差。

優(yōu)選的，上述適用于非數(shù)據(jù)輔助的MPSK載波同步方法，其根據(jù)輸入信號的調(diào)制階數(shù)M，將輸入信號進行M次方運算的具體步驟為：

假設接收到的MPSK信號，經(jīng)過符號同步之后其最佳采樣點的表達式為：

其中，f為頻差、p為相差、M為調(diào)制階數(shù)，f_s為采樣率，symb(n)為星座映射符號，其與通信原理中MPSK信號對應的星座圖對應；

因此，MPSK信號可以將其表示為：

其中，s(n)∈(0，1，...，M-1)

其中，s(n)為信號信息；

通信系統(tǒng)中，當發(fā)射信號為BPSK時，s(n)為[0,1]偽隨機數(shù)代表的信息；當為QPSK時，symb(n)為[0,1,2,3]偽隨機數(shù)代表的信息；當為8PSK時，symb(n)為[0,1,2,3,4,5,6,7]偽隨機數(shù)代表的信息，以此類推其它調(diào)制階數(shù)的MPSK信號；

因此，接收信號完整表達式為：

優(yōu)選的，上述適用于非數(shù)據(jù)輔助的MPSK載波同步方法，其計算瞬時相位和瞬時頻率的具體步驟為：

對上述接收到的R(n)進行M次方運算：

根據(jù)歐拉公式：

e^j·6＝cos(θ)+j·sin(θ)

可知：

e^j·2πs(n)＝cos(2·π·s(n))+j·sin(2·π·s(n))

由于s(n)為整數(shù)，則cos(2·π·s(n))＝1，sin(2·π·s(n))＝0，即得到e^j·2·π·s(ⁿ⁾＝1；

因此可以去掉不同符號帶來的影響，因此：

對上式進行瞬時相位提取：

其中，angle(RM(n))指取復數(shù)RM(n)的相位，如其中actan( )指取反正切；

再進行瞬時頻率提取：

因此頻差f可由上式推導出：

優(yōu)選的，上述適用于非數(shù)據(jù)輔助的MPSK載波同步方法，其利用瞬時頻率計算頻偏、利用瞬時相位計算相偏；并進行頻偏及相偏補償，去掉頻率及相位偏差的具體步驟為：

(1)單次瞬時頻率的估計，容易受到噪聲影響，誤差較大，這里采用多點平均取出其直流分量，可以得到頻率偏差的準確估計值：

(2)通過每個瞬時相位計算初始相位：

同樣，單次初始相位估計也會噪聲影響，同時還會受到頻率影響，因此這里頻率采用準確估計值，同時也采用多次平均的方式去掉噪聲的影響，初始相位估計值為：

(3)根據(jù)頻偏和相偏，可以對原始接收符號進行補償，得到：

相應的，上述適用于非數(shù)據(jù)輔助的MPSK載波同步方法在數(shù)字通信系統(tǒng)中的應用。

本發(fā)明具有以下有益效果：