基于相位估计与补偿的载波跟踪方法及其实现装置

摘要

本发明公布了一种基于相位估计与补偿的高精度载波跟踪方法及其实现装置，通过在L阶锁相环的输出端级联动态应力误差估计模块与补偿模块，通过将去除调制数据信息之后的N个符号累加求和后求其相角，将相角的M分之一作为动态应力误差的估计值，利用估计值对锁相环输出符号进行相位补偿，从而减小锁相环输出信号相位中的动态应力误差，达到L+1阶锁相环(高阶锁相环)的效果，可消除低阶多普勒效应的影响，使得基于相位估计与补偿的高精度载波跟踪方案的总的相位跟踪误差比较小。本发明提供装置结构简单，复杂度低，能够有效的提高的相位跟踪误差精度。

主权项

一种基于相位估计与补偿的载波跟踪方法，通过在锁相环输出端级联动态应力误差估计模块和动态应力误差补偿模块，消除锁相环输出信号相位中的动态应力误差；包括如下步骤：1)接收信号经过下变频，解扩之后送入锁相环，锁相环入口处第k个采样信号r(k)表示为：r(k)＝A_ke^jθ(k)+n_k                (式3)式3中，A_k为调制数据符号；n_k为独立同分布的零均值加性复高斯随机变量；θ(k)为锁相环的入口信号第k个符号的载波相位；j为虚数的单位；2)将锁相环输出信号r_o(k)表示为式4：其中，r_o(k)为锁相环输出信号；n'_k为独立同分布的零均值加性复高斯随机变量；为锁相环本地数字控制振荡器产生的载波相位；θ_err(k)为残余误差相位，表示为式1：3)缓存r_o(k)之前的锁相环输出的连续N个符号r_o(k‑N)～r_o(k‑1)，用于估计动态应力误差；锁相环输出信号r_o(k)中含有数据调制信息；所述动态应力误差估计模块通过式5将数据调制信息去除之后估计动态应力误差：式5中，通过M次方操作将MPSK调制的数据信息去除，之后将N个符号累加求和，求其相角，并将其相角的M分之一作为动态应力误差的估计值，估计得到锁相环输出信号相位中的动态应力误差；4)利用动态应力误差的估计值通过式6对锁相环输出的第k个符号进行相位补偿：$r_o^{\prime }\left(k\right)=A_k{e}^{j({\theta }_{\mathrm{err}}\left(k\right)-{\hat{\theta }}_e\left(k\right))}+n_k^{″}---\left(1\right)$式6中，n″_k为独立同分布的零均值加性复高斯随机变量；所述动态应力误差的补偿模块对锁相环输出的第k个符号进行相位补偿，以消除锁相环输出信号相位中的动态应力误差；由所述步骤1)～4)实现载波跟踪。