[发明专利]基于旋转平均周期图和解调软信息的载波同步方法

权利要求书

1.一种基于旋转平均周期图和解调软信息的载波同步方法，包括如下步骤：

（1）获取导频信号步骤：

（1a）在发送端，将一段导频序列通过复用模块，前置于信息比特序列d_k，组成一个数据帧，对该数据帧进行调制，得到发送的基带复信号s_k，再经过上变频后得到发送的射频信号；

（1b）在接收端，将接收到的射频信号经过滤波、下变频、数字采样后，得到基带复信号y_k；

（1c）将数字采样后基带复信号y_k通过解复用模块，得到接收的导频信号p_k；

（2）载波粗同步步骤：

（2a）将导频信号p_k与本地存贮的导频信号h_k作共轭相乘，得到去调制信息后的序列Z＝{z_k}：

zk=pk·hk*,k=0,1,2,···,M-1,]]>

其中，M为导频符号数，表示取h_k的共轭；

（2b）将去调制后的信号Z＝{z_k}作L次频偏旋转，得到频偏旋转后的信号：Z_l＝Ze^-j2πfl，其中表示第l次对应的旋转频偏，T是符号周期,Q为FFT变换点数,l＝0,1,...,L-1；

（2c）将L次频偏旋转后的信号Z_l分别做周期图，得到L×Q维信号矩阵C_k,l(f_l)：C_k,l(f_l)＝FFT(Z_l,Q)，再对L个周期图进行平均得到其中，l＝0,1,...,L-1,k＝0,1,...,Q-1；

（2d）根据信号矩阵C_k,l(f_l)和周期图平均信号计算出频偏粗估计值和相偏粗估计值

Δf~RPA=kmTQ+lmLTQ,]]>

φ~RPA=angle{Σk=0M-1zke-j2πkΔf~RPAT},]]>

其中，km=arg maxk{C~k},]]>lm=arg maxl{Ck(f1)}|k=km;]]>

(3)校正步骤：

利用相偏粗估计值通过复相位旋转方法对接收信号y_k进行校正，得到相位粗估计值校正信号y'_k(Δf)；

(4)载波细同步步骤：

（4a）确定载波频偏、载波相偏细估计区间：

（4a1）根据工作最低信噪比和导频序列长度，由载波参数估计的克拉美罗界公式，计算剩余频偏均方根误差δ_fre、剩余相偏均方根误差δ_pha；

（4a2）由频偏粗估计值和粗估计后的剩余频偏均方根误差δ_fre确定一维频偏细估计区间：其中，Δf_area＝3δ_fre为区间长度；

（4a3）由相偏粗估计值和粗估计后的剩余相偏均方根误差δ_pha确定一维相偏细估计区间：其中，Δφ_area＝3δ_pha为区间长度；

（4b）将通信系统应用要求的频偏估计精度作为频偏细估计步长Δf_step；将通信系统应用要求的相偏估计精度作为相偏细估计步长φ_step；

（4c）在一维频偏细估计区间内，对载波频偏分三步进行估计，得到精确估计频偏值

（4d）利用精确估计频偏值通过复相位旋转法对接收信号y_k进行校正，得到精确频偏校正信号y'_k(φ)；

（4e）根据频偏校正后信号y'_k(φ)，在一维相偏细估计区间内，对载波相偏分两步进行估计，得到精确估计相偏值

（4f）利用精确估计相偏值通过复相位旋转法，对频偏校正后信号y'_k(φ)再进行校正，得到精确校正后的信号y''_k。