[发明专利]基于导频和软信息联合辅助的SOQPSK载波同步方法

摘要

本发明公开了一种基于导频和软信息联合辅助的成形偏移正交相移键控SOQPSK载波同步方法，主要解决现有短帧突发通信系统载波同步技术中复杂度高，载波偏差估计范围小的问题。其实现步骤是：首先通过导频辅助的最大似然载波同步方法，得到载波频偏相偏粗估计值，并利用相位粗估计值校正接收信号；之后分别确定频偏一维细估计区间、相偏一维细估计区间；在频偏、相偏细估计区间内，以SOQPSK解调软信息均方值最大化为准则，进行一维搜索，得到载波频偏和相偏的精确估计值。本发明利用少量的导频开销，以较低的运算复杂度校正大的载波偏差，实现有效的载波同步，获得接近理想相干解调的误比特性能，适用短帧突发通信系统。

主权项

1.一种基于导频和软信息联合辅助的成形偏移正交相移键控SOQPSK载波同步方法，包括如下步骤：(1)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，组成一个数据帧，对该数据帧进行成形偏移正交相移键控SOQPSK调制，得到发送的基带复信号，再经过上变频后得到发送的射频信号；(2)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；(3)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yp_k；利用基于导频辅助的最大似然同步方法进行载波偏差粗估计，得到频偏粗估计值和相偏粗估计值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)确定载波频偏相偏细估计步长：即将应用通信系统要求的频偏估计精度作为频偏细估计步长Δf_step；将应用通信系统要求的相偏估计精度作为相偏细估计步长φ_step；(5)确定载波频偏、载波相偏细估计区间：(5a)根据工作信噪比和导频序列长度，由SOQPSK信号载波参数估计的克拉美罗界公式，计算频偏粗估计均方根误差δ_fre、相偏粗估计均方根误差δ_pha；(5b)在频偏粗估计值基础上确定一维频偏细估计区间，该区间可确定为：其中区间长度Δf_area需满足条件：Δf_areaT＝3·δ_fre，其中T为符号周期；(5c)在相偏粗估计值基础上确定一维相偏细估计区间，该区间可确定为：其中区间长度Δφ_area需满足条件：Δφ_area＝3·δ_pha；(6)在一维频偏细估计区间内，对载波频偏进行一维估计，得到频偏精确值(6a)以频偏细估计步长Δf_step为间隔，将频偏细估计区间离散化，得到离散的测试频偏值Δf_l，其中表示向下取整，可知，共有个测试频偏值；(6b)通过复相位旋转法，将G个测试频偏值Δf_l分别对信号y′_k(Δf)进行校正，得到与Δf_l一一对应的校正信号y′_k(Δf_l)；(6c)分别提取上述G个校正信号y′_k(Δf_l)的软信息，得到G个对应的软信息序列Λ(Δf_l，k)；求出每个软信息序列Λ(Δf_l，k)的均方值M(Δf_l)；(6d)将求出的G个均方值M(Δf_l)进行比较，找出最大值，并将该最大值对应的测试频偏值作为精确估计频偏值(6e)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)；(7)在一维相偏细估计区间内，对载波相偏进行一维估计，得到相偏精确值(7a)以相偏细估计步长φ_step为间隔，将相偏细估计区间离散化，得到离散的测试相偏值φ_l，其中可知，共有个测试相偏值；(7b)通过复相位旋转法，将G₀个测试相偏值φ_l分别对信号y′_k(φ)进行校正，得到与φ_l一一对应的校正信号y′_k(φ_l)；(7c)分别提取上述G₀个校正信号y′_k(φ_l)的软信息，得到G₀个对应的软信息序列Λ(φ_l，k)，求出每个软信息序列Λ(φ_l，k)的均方值M(φ_l)；(7d)将求出的G₀个均方值M(φ_l)进行比较，找出最大值，并将该最大值对应的测试相偏值作为精确估计相偏值(7e)利用精确估计相偏值通过复相位旋转法，对信号y′_k(φ)进行校正，得到精确频偏和精确相偏校正后信号y″_k；(8)提取信号y″_k的软信息，得到软信息序列Λ_opt(k)，并对得到的软信息序列进行硬判决，即大于0判为1，小于0判为0，即可恢复传输信息比特。