一种基于Q-IIN算法的高精度频率估计算法
在卫星移动通信系统中，作为信息发射源的侦察卫星或者遥感卫星相对中继卫星是不断运动的，其径向运动速度将对调制信号产生一个多普勒效应，从而导致在卫星地面站接收端信号解调时形成一个较大的载波频偏。当存在载波频偏，MPSK正交解调的载波相位跟踪环路采用一个二阶锁相跟踪环。其锁相环路性能与载波频偏有着密切关系:频偏越小，载波锁相环路捕获越快，载波相位跟踪误差和相位抖动方差越小;当频偏较大时，载波锁相环路甚至无法捕获。 解决问题最有效的途径就是，利用载波频偏的估计与校正，预先实现载波频率的精确捕获与跟踪。这就需要设计一个高精度的载波频偏估计器。载波恢复的方法主要分为两大类:一类可称为辅助法，即在发送信号的同时在适当的频率位置插入一个(或多个)导频信号，或者在数据中传输一段(或多段)特定结构的导频信号，接收端以此来提取载波;另一类可称为直接法，即接收端直接从发送的信号中经过一定的处理提取载波。前者需要损失一定的数据传输容量来换取载波的快速提取，多用于突发式通信系统中;而后者虽然处理复杂，但不损失数据传输容量，多用于连续通信系统中。对数据传输速率要求较高的高速数据传输系统大多采用后一种载波恢复方法。 本文结合Quinn算法与INN算法提出的Q-INN算法，即使在低信噪比下频率估计均方根误差仍接近CRLB，提高了Quinn算法的估计精度。在低信噪比下信号频率接近离散傅里叶变换的量化频点时,Quinn算法相对误差较大.针对Quinn算法的这一缺陷,本文提出了一种结合IIN算法的综合算法,即Q-IIN算法.仿真结果表明,该算法的性能非常稳定,估计精度高,明显优于Quinn算法,且在可估计范围内均方根误差在低信噪比下就能接近克拉美罗界(CRLB).
信号估计 载波频偏估计器 Q-INN算法 Quinn算法
贾鹏 徐勇 张昌海
南京熊猫汉达科技有限公司 国家移动卫星通信工程技术研究中心
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2016-03-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）