[发明专利]一种基于伪码导频的相位噪声估计与补偿方法

权利要求书

1.一种基于伪码导频的相位噪声估计与补偿方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤1、发送端生成调制方式为MQAM、速率为R的数据符号，并采用循环码移位键控方式CCSK调制生成速率为R、扩频比为L的携带信息的导频分量，所述导频分量为PN码；将PN码和经过串并转换后的数据符号进行子载波映射；经过子载波映射后的信号做N点逆快速傅里叶变换(Inverse Fast Fourier Transform，IFFT)并进行并串转换后形成OFDM符号发送出去；

步骤2、步骤1中发送的OFDM符号进行上变频，然后经过信道传输至自由空间；

步骤3、接收端接收到步骤2发送的信号后进行正交下变频，经过下变频的信号做串并转换，再做N点快速傅里叶变换FFT得到并行的导频分量和数据符号；

步骤4、将步骤3中的并行数据经过子载波映射后，得到两路信号，一路为导频分量，另一路为数据符号；将导频分量与本地伪码相关进行捕获，得到I路信号和Q路信号的相关峰值的位置信息和极性信息；

步骤5、根据步骤4捕获得到的相关峰位置信息和极性信息恢复导频分量携带的数据信息，得到的相关峰值1和相关峰值2用鉴相器进行鉴相，鉴相的结果作为相位噪声的估计值补偿到数据符号中，将补偿的数据符号进行并串转换得到数据信息，即根据相位噪声的估计值对其他子载波的数据符号进行相位噪声补偿；

步骤1中，

采用循环码移位键控方式CCSK调制生成速率为R、扩频比为L的携带信息的导频分量具体实现方法为：将单个M比特信息的最高位作为符号位，所述符号位表示正负两种极性，其余位作为PN码进行循环移位的位置，采用循环码移位键控方式生成携带信息的导频分量；

所述上变频过程是由本振模块产生本地载波，其载波复数形式为：

其中，f为本地载波频率，单位为GHz，为k时刻上变频本振模块产生的相位噪声；所述相位噪声建模为维纳过程，其离散形式为：

其中，初始条件式中n表示相位噪声每个取样点的时刻，是相位噪声相邻两个取样点间的增量，建模成均值为零且方差为的高斯随机变量；

所述正交下变频载波的复数形式为：

其中，f为本地载波频率，单位为GHz，为k时刻下变频本振模块产生的相位噪声；所述相位噪声建模为维纳过程，其离散形式为：

其中，初始条件式中n表示相位噪声每个取样点的时刻，是相位噪声相邻两个取样点间的增量，建模成均值为零且方差为的高斯随机变量；

所述捕获得到I路信号和Q路信号的相关峰值的位置信息和极性信息，实现方法为：将I路信号和Q路信号取模做G点FFT后与本地PN码的FFT共轭相乘并做IFFT再取模，检测相关峰值位置，同时，分别对I路信号和Q路信号做G点的FFT后与本地PN码的FFT共轭相乘并做IFFT再取模，然后取I路信号和Q路信号对应相关峰值位置处的相关峰值1和相关峰值2，极性信息由相关峰值1得到；

根据步骤4捕获得到的相关峰位置信息和极性信息恢复导频分量携带的数据信息，具体实现方法为：利用所述极性信息恢复解调出步骤1中导频分量所携带的每个M比特信息的最高位，利用所述位置信息恢复解调出步骤1中导频分量所携带每个M比特信息的其余位，即采用循环码移位键控方式恢复解调出步骤1中导频分量携带信息；

所述鉴相器是基于反正切的鉴相器，其输出为相位的最大似然估计；鉴相器表达式如下式：

其中为鉴相器输出，作为相位噪声的估计值，I_cop(k)和Q_cop(k)分别为k时刻的相关峰值1和相关峰值2。

2.如权利要求1所述的一种基于伪码导频的相位噪声估计与补偿方法，其特征在于：

步骤1中发送的OFDM信号为s(k)，步骤3接收的信号表示为：

其中，为信号经过下变频后受到的相位噪声影响，η(k)为信道中的加性高斯白噪声；

步骤4中得到的一路导频分量为根据PN码良好的自相关特性，进行捕获得到相关峰值1表示为I_cop(k)，得到相关峰值2表示为Q_cop(k)；求得估计的相位噪声的相角并且补偿给另一路的数据符号得到数据信息同时得到伪码导频携带的数据信息