[发明专利]一种用于GFSK系统的载波频偏估计方法

说明书

本发明涉及一种用于GFSK系统的载波频偏估计方法。该方法中，先进行低通滤波，滤波的信号分段进行自动频偏补偿，补偿后的信号经差分鉴相器及高斯滤波，得到平滑后的基带码元波形；对叠加频偏的基带信号波形进行分段均值滤波，估计残留直流；再经过直流与频偏的映射关系，获得残留频偏值；残留频偏值经过频偏累加及阈值判断，反馈给自动频偏补偿，更新频偏补偿值。当累加的频偏值超过设置的阈值时，频偏值设置为预置值。本发明估计的频偏范围大，同时频偏估计收敛速度快，并且具有低功耗的特性。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种用于GFSK系统的载波频偏估计方法。

背景技术

无线通信中，由于发射机、接收机晶振偏差不同，引入了载波频偏。载波频偏处理不好，就会降低解调的准确性，造成系统性能损失。GFSK(高斯频移键控)是一种适用于低速率短距离无线通信的调制方式，具有信号频谱紧凑、误码特性好、功耗低的特点。

现有的方法通常通过估计直流，通过查找表将直流转换为频偏值，进而补偿，如专利[201410686680.7],这种方法存在两个缺点，第一是通过查找表方式查找频偏值，频偏精度不高，残留频偏大，影响系统解调性能；第二不能容忍大范围的频偏值，当频偏值很大时，此时只利用前导码进行直流估计，此时估计不准确。本方法利用自动频偏补偿，不断反馈迭代补偿，使频偏值在前导码期间快速收敛，频偏估计范围可达0.5B。

发明内容

为了满足容忍大频偏的需求，本发明提供了一种用于GFSK系统的载波频偏估计方法，其能在前导码期间快速收敛，估计出正确的载波频偏值，并且估计范围很大。

本发明采用的技术方案是：一种用于GFSK系统的载波频偏估计方法，包括以下步骤：

射频信号经过下变频、低通滤波，获得带有频偏的GFSK调制信号，分段经过自动频偏补偿模块，进行频偏补偿；

频偏补偿后的GFSK信号经过差分鉴相器，获得基带码元信号；

对得到的基带码元信号进行高斯滤波，用于滤除高频分量；

对高斯滤波后的基带码元分段均值滤波，估计残留直流，减小噪声；

对得到的残留直流进行频偏转换，经映射关系转换为残留频偏值；

对得到的残留频偏与已经补偿的频偏值进行累加，反馈给自动频率补偿模块作为新的频偏补偿值；累加的频偏值需要进行阈值判断，当累加的频偏值超过设置的阈值时，频偏值设置为预置值，其中预置值提前设定；

通过自动频偏补偿、残留频偏估计、码元同步、寻找前导码这些步骤的不断反馈迭代，找到前导码后，频偏补偿值锁定，PHR和PSDU均用锁定的频偏值进行补偿。

进一步地，需要产生GFSK数据帧：

前导码基带信号为一串0101…或1010…，帧分隔符(SFD)为指定码元；

对基带码元进行高斯滤波；

设置调制频点，对滤波后的基带码元进行GFSK调制，产生I/Q两路信号，f_H、f_L分别为GFSK的两个调制频点，h为GFSK的调制指数。

进一步地，自动频偏补偿通过频偏值不断地反馈迭代，分段补偿迭代后的频偏值f_comp，即第一次迭代1～lenSection个码元进行频偏补偿，第二次迭代，1+lenSection～2*lenSection个码元进行频偏补偿,…,依次进行补偿，迭代过程中，频偏补偿值不断更新，频偏补偿值f_comp的预置值为0，分段大小lenSection选择为16。不失一般性，频偏补偿值f_comp、分段大小lenSection可以为其他值，包含但不限于0与16。