基于四次方環(huán)的頻偏估計(jì)方法

李明明 紀(jì)宏

【摘要】應(yīng)在無(wú)線通信系統(tǒng)中，只有使本地載波的頻率和相位嚴(yán)格地與接收信號(hào)保持同步時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)信號(hào)的相干解調(diào)。根據(jù)鎖相環(huán)路理論，鎖相環(huán)路的捕獲時(shí)間直接與初始頻差相關(guān)，且初始頻差越大，捕獲時(shí)間越長(zhǎng)，同時(shí)，受限于本地振蕩器的控制范圍，環(huán)路參數(shù)的影響，捕獲帶寬較小。鎖相環(huán)技術(shù)在相位同步上也存在一些困難，在高速移動(dòng)的環(huán)境下，通信載體之間存在的多普勒現(xiàn)象造成收、發(fā)信機(jī)本振頻的不規(guī)則頻率偏移，頻率偏移和信號(hào)的衰減使接收信號(hào)相位產(chǎn)生變化。因此在鎖相環(huán)路中加入載波的頻偏估計(jì)，使接收信號(hào)與本地振蕩器頻差保持在一個(gè)較小的范圍內(nèi)，便于鎖相環(huán)路快速捕獲。本文計(jì)劃使用四次方環(huán)解調(diào)出帶頻偏的信號(hào)，求似然函數(shù)，再用FFT方法計(jì)算頻偏估計(jì)，仿真結(jié)果證實(shí)這種方法速度較快，更適合工程應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】四次方環(huán);頻偏估計(jì);FFT;動(dòng)中通

一、引言

隨著衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展，在運(yùn)動(dòng)中實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定地與衛(wèi)星交換數(shù)據(jù)變得越來(lái)越普遍，動(dòng)中通為運(yùn)動(dòng)中的衛(wèi)星通信，可以在運(yùn)動(dòng)中實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離，大容量的實(shí)時(shí)多媒體傳輸，在多媒體業(yè)務(wù)中，視頻傳輸具有重要地位。動(dòng)中通系統(tǒng)工作的原理為控制系統(tǒng)使運(yùn)動(dòng)載體無(wú)論怎樣運(yùn)動(dòng)，天線波速都可以準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)衛(wèi)星，通過(guò)慣導(dǎo)等測(cè)量單元對(duì)控制方為、俯仰、極化電機(jī)進(jìn)行控制，使天線時(shí)刻對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星，在這個(gè)過(guò)程中，快速解調(diào)是關(guān)鍵的一步。對(duì)于頻率調(diào)制信號(hào)，載波信號(hào)的頻率與調(diào)制信號(hào)成線性關(guān)系，如果能通過(guò)某種控制使本地載波信號(hào)的頻率與接收信號(hào)的頻率保持同步，則可以有效地對(duì)頻率調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。本文第二部分介紹四次方環(huán)載波提取，第三部分對(duì)頻偏估計(jì)算法進(jìn)行推理和分析，第四部分是計(jì)算機(jī)仿真，驗(yàn)證算法的性能。

本文第二部分介紹四次方環(huán)載波提取，第三部分對(duì)頻偏估計(jì)算法進(jìn)行推理和分析，第四部分是計(jì)算機(jī)仿真，驗(yàn)證算法的性能。

二、四次方環(huán)載波提取

四、計(jì)算機(jī)仿真

五、結(jié)論

本文提出一種應(yīng)用于動(dòng)中通的QPSK信號(hào)的頻偏估計(jì)方法。利用四次方環(huán)后的信號(hào)，求出似然函數(shù)，利用FFT求出相偏和頻偏，結(jié)果當(dāng)FFT頻譜值取最大值時(shí)頻偏最大，且取樣點(diǎn)N越大，頻偏值越小，在解調(diào)前端加上頻偏估計(jì)，可以減少誤差，實(shí)現(xiàn)快速捕獲，更適用于動(dòng)中通這種高速運(yùn)動(dòng)的載體。

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作者簡(jiǎn)介：李明明，女，1977年7月生，西安科技大學(xué)通信與信息系統(tǒng)碩士，西安科技大學(xué)副教授，碩士生導(dǎo)師。主要研究方向?yàn)闊o(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算及大數(shù)據(jù)技術(shù)。