阅读说明：本技术 一种无数据辅助频偏估计方法及装置 (A kind of non-data aided frequency deviation estimating method and device ) 是由 李薿 于 2019-07-12 设计创作，主要内容包括：一种无数据辅助频偏估计方法,其特征在于,包括以下步骤：将当前时刻的接收符号与上一个时刻的接收符号进行差分处理,获得差分信号；对所述差分信号进行判决处理,获得判决差分符号并作为本地差分符号；将所述本地差分符号与所述差分信号进行去调制处理,获得去调制信号；对所述去调制信号进行相位提取,获得瞬时频偏误差造成的相位；根据所述相位计算瞬时频偏。一种无数据辅助频偏估计装置,包括差分模块,判决模块,去调制模块,相位提取模块,频偏计算模块。在一定的信噪比条件下,将所有接收符号都当成已知符号,通过判决符号的差分值,达到数据辅助的频偏估计算法效果。(A kind of non-data aided frequency deviation estimating method, which comprises the following steps: current time was received into symbol and the reception symbol at upper moment progress difference processing, obtains differential signal；Processing is made decisions to the differential signal, obtains judgement differential code and as local differential code；The local differential code and the differential signal are subjected to modulation treatment, modulated signal is gone in acquisition；It goes modulated signal to carry out phase extraction to described, obtains phase caused by instantaneous frequency deviation error；According to the phase calculation instantaneous frequency deviation.A kind of non-data aided frequency deviation estimation device, including difference block, judging module go modulation module, phase extraction module, frequency offset calculation module.Under the conditions of certain signal-to-noise ratio, all reception symbols are all treated as into known symbol, by adjudicating the difference value of symbol, reach data-aided frequency excursion algorithm effect.)

一种无数据辅助频偏估计方法及装置

技术领域

本发明涉及载波同步技术，尤其涉及一种无数据辅助频偏估计方法及装置。

背景技术

在数字通信系统中，解调方式决定数字调制系统的性能。载波同步中的锁频环是连续通信系统中一个不可或缺的部分，对变化的频偏进行跟踪锁定，然后进行补偿。为了能够更好的进行补偿，需要采用频偏估计算法对频偏进行有效、准确的估计，针对此，提出本发明。

发明内容

本发明提供一种无数据辅助频偏估计方法及装置，在一定的信噪比条件下，将所有接收符号都当成已知符号，通过判决符号的差分值，达到数据辅助的频偏估计算法效果。

本发明利用QPSK调制星座的特性，对差分后的符号进行判决，估计出差分符号，间接地进行数据辅助的频偏估计。

具体采用以下技术：

一种无数据辅助频偏估计方法，其特征在于，包括以下步骤：

将当前时刻的接收符号与上一个时刻的接收符号进行差分处理，获得差分信号；

对所述差分信号进行判决处理，获得判决差分符号并作为本地差分符号；

将所述本地差分符号与所述差分信号进行去调制处理，获得去调制信号；

对所述去调制信号进行相位提取，获得瞬时频偏误差造成的相位；

根据所述相位计算瞬时频偏。

进一步，在进行所述差分处理前，对所述上一个时刻的接收符号进行初始化。

进一步，在进行所述差分处理前，对所述接收符号的调制模式进行判断：

若所述调制模式为高阶调制，则先对所述接收符号进行QPSK星座变换后，再进行所述差分处理；

若所述调制模式不为高阶调制，则直接进行所述差分处理。

更进一步，所述调制模式判断及星座变换处理，也可以在初始化之前进行：

若所述调制模式为高阶调制，则先对所述接收符号进行QPSK星座变换后，再进行所述初始化；

若所述调制模式不为高阶调制，则直接进行所述初始化。

本发明同时提供一种无数据辅助频偏估计装置，其特征在于，包括

差分模块，将当前时刻的接收符号与上一时刻的接收符号进行差分处理，获得差分信号；

判决模块，用于对所述差分信号进行判决处理，获得判决差分符号并作为本地差分符号；

去调制模块，用于将所述本地差分符号与所述差分信号进行去调制处理，获得去调制信号；

相位提取模块，用于对所述去调制信号进行相位提取，获得瞬时频偏误差造成的相位；

频偏计算模块，用于根据所述相位计算瞬时频偏。

进一步，还包括初始化模块，用于对上一个时刻的接收符号进行初始化。

进一步，还包括：判断模块，用于对所述接收符号的调制模式进行判断；变换模块，用于对通过所述判断模块判断为高阶调制的接收符号，进行QPSK星座变换。

本发明有益效果：

在一定的信噪比条件下，达到数据辅助的鉴频算法效果，数据资源利用率 100％，算法复杂度低，易于工程化；

利用QPSK调制星座的特性，对差分后的符号进行判决，估计出差分符号，间接地进行数据辅助的频偏估计。

附图说明

图1为连续通信的帧格式图。

图2为本发明无数据辅助频偏估计方法实施例的流程图。

图3为二阶比例积分锁频环模型。

图4为Eb/N0＝12dB的条件下，采用本发明所述频偏估计方法法的锁频环的频偏跟踪曲线图。

图5为本发明无数据辅助频偏估计装置实施例的结构图。

图6为本发明无数据辅助频偏估计装置优选实施例的结构图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

设k时刻的瞬时频偏为Δf_k，接收信号为z(k)，k≥0，利用QPSK调制星座的特性，未知符号在进行差分后只有4种结果：或其中n'为噪声。

对差分后的符号进行判决，估计出差分符号，即从接收符号自身提取辅助信息。

如图1所示，为连续通信的帧格式图。

如图2所示，为本发明一种具体实施方式的方法流程：

本发明所述方法的具体实例如下：

第一步，若调制模式为高阶调制，例如8PSK、16APSK等，则需将接收符号进行QPSK星座变换：

z'(k)＝|z(k)|·e^{j∠z(k)·Q+jβ}

其中，|z(k)|为z(k)的模长，∠z(k)为z(k)的相位。

若调制模式不为高阶调制，则直接进入下一步。

第二步，初始化上一个时刻的接收符号。

z'(-1)＝0。

第三步，将该时刻的接收符号与上一个时刻的接收符号进行差分操作，获得差分信号：

diff(k)＝z'(k)·[z'(k-1)]^*。

第四步，判决第三步所得的接收差分符号，作为本地差分符号：

第五步，将第四步处理所得的本地差分符号对第三步所得的接收差分符号进行去调制，获得去调制信号：

dem(k)＝diff(k)·dec^*(k)。

第六步，对第五步处理所得的去调制差分符号进行相位提取。该相位即为瞬时频偏误差造成的相位：

Δθ＝Im{dem(k)}。

第七步，计算瞬时频偏：

如图3所示为二阶比例积分锁频环模型。在Eb/N0＝12dB的条件下，采用本实施例的方法完成估计后，得到如图4所示的锁频环的频偏跟踪曲线图。

如图5所示为，本发明提供一种无数据辅助频偏估计装置的实施例。

设k时刻的瞬时频偏为Δf_k，k≥0。

装置包括：

差分模块，将当前时刻的接收符号与上一时刻的接收符号进行差分处理，获得差分信号；所述差分处理，采用公式diff(k)＝z'(k)·[z'(k-1)]^*；

判决模块，用于对所述差分信号进行判决处理，获得判决差分符号并作为本地差分符号；所述判决处理，采用公式

去调制模块，用于将所述本地差分符号与所述差分信号进行去调制处理，获得去调制信号；所述去调制处理，采用公式dem(k)＝diff(k)·dec^*(k)；

相位提取模块，用于对所述去调制信号进行相位提取，获得瞬时频偏误差造成的相位；所述相位提取，采用公式Δθ＝Im{dem(k)}；

频偏计算模块，用于根据所述相位计算瞬时频偏。所述计算瞬时频偏，采用公式

如图6所示为，图5所示的无数据辅助频偏估计装置实施例的优选实施方式，在其基础上，还包括有：

判断模块，用于对所述接收符号的调制模式进行判断；

变换模块，用于对通过所述判断模块判断为高阶调制的接收符号，进行 QPSK星座变换。

所述星座变换，采用公式z'(k)＝|z(k)|·e^{j∠z(k)·Q+jβ}，其中，|z(k)|为z(k)的模长，∠z(k)为z(k)的相位，z(k)为接收符号。

初始化模块，用于对上一个时刻的接收符号进行初始化，z'(-1)＝0。

在Eb/N0＝12dB的条件下，通过本实施例的装置，可以实现对如图3所示的二阶比例积分锁频环的频偏跟踪估计，得到如图4所示的锁频环的频偏跟踪曲线图。从图中可知，在频偏持续变化的过程中，该环在收敛后跟踪效果明显。