[發明專利]基于歸一化EM算法的MPSK系統載波相位恢復方法

在審

• 申請號: 202011020324.3
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112187689A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 滿欣;陳旗;林曉烘
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: H04L27/18
• 分類號: H04L27/18
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 孔敏

1.一種基于歸一化EM算法的MPSK系統載波相位恢復方法，其特征在于：包括如下步驟：

(1.1)提取逐個接收樣本信號的瞬時相位信息；

(1.2)提取LDPC譯碼器輸出的逐個符號后驗均值的相位信息；

(1.3)將步驟(1.1)和步驟(1.2)得到兩類相位信息逐個對應相減，并進行模2π操作；

(1.4)對模2π操作的相位差序列進行平均處理，即可獲得單次迭代的載波相偏估計值；

(1.5)通過多次迭代循環上述操作，直至達到算法設定的迭代次數上限，進而獲得載波相偏估計值；

(1.6)將接收樣本信號進行上述方法獲得的載波相偏估計值的相位反轉補償，即可達成載波相位恢復的目的。

2.如權利要求1所述的基于歸一化EM算法的MPSK系統載波相位恢復方法，其特征在于：步驟(1.1)具體實施過程為：

對公式(1)所示的接收樣本r(k)進行相位提取：

r(k)＝a_ke^jθ+n_k (1)

其中a_k是發送的MPSK基帶符號，其取值從星座圖A中獲取，n_k是加性復高斯白噪聲(AWGN)，其在同相和正交分量上相互獨立且具有相同方差N₀/2，假設θ為未知常數參數，代表發射機和接收機內本地振蕩器之間的相位偏移。

3.如權利要求2所述的基于歸一化EM算法的MPSK系統載波相位恢復方法，其特征在于：步驟(1.2)具體實施過程為：

(1.21)將r(k)送入LDPC譯碼器，得到輸出LLR信息，然后根據公式(2)求取比特后驗概率p(c_l|r,θ⁽ⁿ⁾)；

其中L為編碼長度，∧q_l⁽ⁿ⁾為LDPC譯碼器第n次迭代譯碼第l個比特的對數似然比(LLR)輸出；

(1.22)將計算的比特后驗概率p(c_l|r,θ⁽ⁿ⁾)代入公式(3)，可求取符號后驗概率值p(a_k|r,θ⁽ⁿ⁾)；

其中是|A|代表星座點數量，編碼序列映射成一個碼元符號a_k；

(1.23)將計算的符號后驗概率值p(a_k|r,θ⁽ⁿ⁾)代入公式(4)，可求得符號后驗均值η_k(r,θ⁽ⁿ⁾)；

(1.24)對求得的符號后驗均值η_k(r,θ⁽ⁿ⁾)進行相位提取，即可得到后驗均值的相位信息。

4.如權利要求3所述的基于歸一化EM算法的MPSK系統載波相位恢復方法，其特征在于：步驟(1.3)具體實施過程為：

將步驟(1.1)和步驟(1.2)提取的相位信息代入公式(5)，先求取相位差再進行模2π操作；

其中K表示參與相位偏差估計的樣本數量，θ_r(k)和分別表示接收樣本r(k)和后驗符號均值η_k(r,θ⁽ⁿ⁾)的相位信息，[]_2π表示模2π操作。

5.如權利要求4所述的基于歸一化EM算法的MPSK系統載波相位恢復方法，其特征在于：步驟(1.6)具體實施過程為：

將接收樣本信號r(k)和步驟(1.5)獲得的載波相偏估計值代入公式(6)，完成載波相偏的補償，實現載波相位恢復：