一种宽范围的码辅助载波同步实现方法

摘要

本发明涉及一种宽范围的码辅助载波同步实现方法，将码辅助载波同步分为粗同步和细同步两部分。首先以最大化评价函数为准则，利用二维搜索窗算法将载波偏移限制在一定范围内，然后再选择具有较大参数估计范围且复杂度较低的精估计算法来准确实现载波恢复。本发明的优势在于能够大幅提高同步范围，具有较高的估计精度，可以有效实现载波同步，且获得接近理想同步的译码性能。

主权项

1.一种宽范围的码辅助载波同步实现方法，其特征在于步骤如下：步骤1：将接收信号序列r_k可偏移的最大相位、频率值作为相位-频率二维搜索空间的边界，在此空间内等间隔的选择n个离散的相位-频率点(θ_i,Δf_j)，并分别利用下式对接收信号进行载波偏差的补偿：${r_k}^{\prime }=r_k·e^{-j({\theta }_i+2\mathrm{\pi k}{\mathrm{\Delta f}}_{j}T)}$式中，k=0,1,2…K-1，K是信道编码的码元长度，T是码元间隔周期；对n个补偿后的信号r_k′依次进行解调、译码；步骤2：将各组译码输出的K个软信息L(c_k)取绝对值后进行门限判决，选择大于门限值的|L(c_k)|进行累加并求平均得然后比较n个值的大小，选择最大时对应的那个相位-频率点作为粗同步的估计值而其对应的已补偿信号r_k′即为载波细同步的输入信号y_k；步骤3：对载波细同步进行初始化，令迭代次数i=0，计数器设细同步的最大迭代次数为I；步骤4：利用和更新载波细同步的输入信号向量：$y_k^{\left(i\right)}=y_k·e^{-j({\hat{\theta }}_x^{\left(i\right)}+2\mathrm{\pi k\Delta }{\hat{f}}_x^{\left(i\right)}T)}$对信号进行解调、译码得输出软信息L_i(c_k)，然后采用与步骤2同样的方法得步骤5：当i>1时，计算第i次和第i-1次迭代所得的差值，如果计数器count加1，否则计数器清零；若i=1则直接跳过此步，直接进行步骤6；步骤6：利用步骤4中大于门限值的|L_i(c_k)|所对应的L_i(c_k)通过下式求调制星座图上所有可能符号对后验概率的均值式中，M是星座点的个数，a_k是接收到的调制码元序列，A_m是调制星座图上第m个点的值，tanh是双曲正切运算；步骤7：利用进行频偏估计，利用简化的EM估计方法通过最大值搜索即可得到频率偏移的估计值，搜索区间利用EM算法的恒收敛特性根据前两次的迭代结果自适应地减小下一次频率搜索区间的大小，第i+2次迭代的参数的搜索区间为：$\Delta {\hat{f}}_x^{(i+2)}\in ({\Delta \hat{f}}_x^{(i+1)}-f_x^{(i+1)},\Delta {\hat{f}}_x^{(i+1)}+f_x^{(i+1)})$其中，$f_x^{(i+1)}=|\Delta {\hat{f}}_x^{(i+1)}-\Delta {\hat{f}}_x^{\left(i\right)}|;$步骤8：利用进行相偏估计，且令n=n+1；步骤9：重复上述步骤(4)～(8)，直到count=P或i=I时，得到载波偏差精估计值和退出迭代循环，执行下一步；步骤10：利用最终得到的载波偏差精估计值和对细同步输入信号y_k进行补偿得z_k：再经过解调、译码判决之后即可恢复出发送端的原始信息。