[發明專利]一種頻相解耦合的載波恢復方法

在審

• 申請號: 201811421965.2
• 申請日: 2018-11-26
• 公開（公告）號: CN109379313A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 徐恒舟;朱海;羅振;許蒙蒙;周慢杰;郭冬;朱思峰
• 申請（專利權）人: 周口師范學院
• 主分類號: H04L27/00
• 分類號: H04L27/00;H04L27/12;H04L27/20;H04L5/00
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務所(普通合伙) 11548
• 代理人: 李靜

本發明公開了一種頻相解耦合的載波恢復方法，屬于無線通信技術領域，解決傳統的載波頻相估計因較大載波頻偏而導致后續相偏估計失效的問題，其技術要點是：1.在接收端，任取一段導頻信號進行去調制操作，得到去調制信號；2.對去調制信號及其采樣時刻間隔為β的延遲信號進行相關運算，利用該相關運算的結果得到頻偏估計值；3.對取β為導頻長度一半的相關運算結果的共軛形式與去調制信號聯合作最大似然相偏估計，得到相偏估計值。本發明提高了相偏估計的抗頻偏能力和降低了相偏估計的復雜度，避免人為地設置接收端采樣零時刻位置，提高了在實際應用中的可行性，可用于包括衛星通信、航天測控等空間通信。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，特別涉及一種頻相解耦合的載波恢復方法，可用于包括近地衛星通信、航天測控等空間通信。

背景技術

在空間通信中，由于收發端存在相對高速的移動，從而產生較大的多普勒擴展，這也是載波頻偏的主要來源。另外，這種通信領域的頻譜資源非常寶貴以致于可利用的導頻資源非常有限。因此，傳統的載波同步模式會面臨很大的挑戰，從而嚴重影響系統相干解調的性能。對于這種載波同步模式，其過程是先進行頻偏估計再進行相偏估計。由于經頻偏補償后所殘留頻偏會變成一種隨采樣時刻變化的相位，頻偏估計會直接影響到相偏估計的性能。

在過去的幾十年里，相關研究層出不窮。Barbieri和Colavolpe在“On pilot-symbol-asisted carrier synchronization for DVB-S2systems”(IEEE Transactionson Broadcasting，2007，53(3)：685-692)一文中提出了一種基于相關運算的低復雜度細頻偏估計算法，該算法所使用的導頻符號是由第二代數字廣播衛星(DVB-S2)的幀方案中選擇的；Li和Kim在“Data-aided synchronization for MF-TDMA multi-carrierdemultiplexer/demodulator(MCDD)”(IEEE Transactions 0n Broadcasting，2007，55(3)：623-632)一文中推導出了一種適用于衛星通信的聯合恢復載波頻偏和相偏的同步方法，其中頻偏估計采用了自相關算法，相偏估計利用了簡單的邏輯符號判決方法；Yu etal.在“A phase increment-based frequency estimator for general PSAM in burstcommunications”(IEEE 83rd Vehicle Technology Conference，Nanjing，2016：1-5)一文中設計了一種基于兩步相位增量的頻偏估計器，它利用了多個不相交的導頻塊以獲得較好的估計性能。然而，上述這些研究利用的都是串行處理方式，并沒有考慮到頻偏估計對相偏估計性能的影響，這樣就勢必要求發送端提供較大的導頻開銷。然而在空間通信中，有限的導頻資源容易導致頻偏估計失準而嚴重影響后續的相偏估計性能。Rice在“Carrier-phaseand frequency-estimation bounds for transmissions with embedded referencesymbols”(IEEE Transactions on Communications，2006，54(2)：221-225)一文中考慮了當數據幀格式的長度設為奇數時，人為地將接收端采樣零時刻設置在該幀格式正中間的情況，發現了傳統載波同步模式的克拉美羅界可以實現解耦合，但其相偏估計復雜度較高，且在實際應用中，人為地設置接收端的采樣零時刻位置缺乏可行性。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種頻相解耦合的載波恢復方法，以減小傳統的載波同步模式中頻偏估計對相偏估計的影響，降低相偏估計的復雜度，同時避免人為地設置接收端采樣零時刻位置，提高在實際應用中的可行性，以解決上述背景技術中的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：