改进的16QAM载波频偏估计算法

针对QAM相干光传输系统中载波频偏估计算法存在估计范围小、计算复杂度高的问题,提出一种基于训练符号的FFT频偏估计算法.利用训练符号相位信息消除部分采样信号调制相位,取该部分信号的幅角进行FFT变换,最终得到频偏估计值.消除了原频偏估计算法中除以4的运算,从而扩大了频偏估计范围,同时由于减少了FFT长度进而降低计算复杂度.仿真结果表明,改进后的算法在QAM相干检测系统保持较高精度的频偏估计情况下,其估计范围可以达到±50％符号速率.     

一种突发模式下GMSK信号相干解调的方法

GMSK信号是一种连续相位调制方式,由于它具有较好的功率效率和频谱利用率,因此在无线通信领域得到广泛的应用。在此给出一种适合于数字化处理的突发GMSK调制信号的相干解调方式,利用基于FFT的载波频偏及符号时钟误差联合估计算法,实现前导字检测以及频偏和符号定时误差的估计和补偿。采用基于匹配滤波的前向位同步技术实现位同步,对存在残留频偏误差情况下该相干解调系统的解调性能进行了计算机仿真分析。仿真和实验表明,该解调方法具有良好的误码性能。     

基于FFT的突发通信载波大频偏估计算法

针对数据辅助的突发通信载波大频偏估计,提出了一种基于FFT的频偏估计算法。通过本地训练序列与接收信号滑窗去调制,再经过FFT运算,搜索最大值输出的滑窗位置作为同步判决,同时根据FFT最大值位置进行频偏估计。对性能进行了仿真分析,64个符号估计能在Es/N0=-1 dB条件下,正确估计出载波频偏,并且频偏估计范围与符号速率无关。针对工程实现,给出了简化算法。     

缺少观测数据下信号谱分析

提出了一种处理时间序列中出现数据丢失时的信号谱估计的方法。这时观测所得到的,不再是连续等间隔的时间序列,而是多个数据段,所要进行的即是对这些分段数据的自回归模型的估计。该方法基于标准Burg谱估计算法提出,算法可以建立一个同时适用于各个分段数据的统一的信号模型。在仿真部分的结果显示,与直接使用均值方法进行谱估计相比较,分段Burg算法偏差更小,谱估计更精确。     

大频偏条件下一种新的调制识别方法

针对存在较大残留频偏的MPSK和MQAM信号,提出了一种基于概率分布匹配的调制识别新方法。该方法先利用幅度方差区分MPSK和MQAM信号。对于MPSK信号,利用瞬时相位的差分运算降低残留频偏的影响,再统计表示相邻符号间相位状态相同的比例的特征量,分级匹配实现阶数识别;对于MQAM信号,则统计与残留频偏无关的幅度聚类分布,然后匹配识别其调制阶数。仿真实验结果表明,该方法在较大的残留频偏范围内具有优良的识别性能。     

一种突发通信信号检测与频偏估计算法

提出了一种信号检测与频偏估计算法,通过对同步头做FFT变换来进行信号检测与频偏估计。与常规的算法相比,该算法不仅可以同时进行信号检测和频偏估计,而且可在较低信噪比、较大载波频偏和较大的信号动态范围内工作,适合于突发通信。在已有理论的基础上对算法进行了分析与仿真,仿真结果表明,32个符号同步头就可以有效地实现突发信号的检测和频偏估计。     

SCM-OFDM系统中一种新型的盲频偏估计方法

该文提出了一种用于重叠码调制-正交频分复用(SCM-OFDM)系统中基于信号检测的频偏估计方法。这种估计方法首先利用SCM迭代检测器输出的判决符号重构接收信号,再利用最小均方误差准则对频偏进行估计。该方法不需要额外的训练序列或导频符号,是一种高效的盲频偏估计方法。此外,该文还提出了一种改进的频偏估计方法。在改进的方法中,接收机将频偏估计与信号检测进行联合迭代;这样在每一次迭代过程中,信号检测和频偏估计都需要执行一次,并且接收机在信号检测时可以利用上一次得到的频偏估计值进行频偏补偿。仿真结果表明,该文提出的基于信号检测的频偏估计方法能够高效并准确地估计出SCM-OFDM系统的频偏。     

MPSK信号载波频率盲估计

该文针对调制自动识别中,MPSK信号调制相制和训练序列未知的情况,提出了一种利用定时同步信号的差分相位有效识别MPSK信号相制M,并精确估计其载波频偏的方法。该算法不仅克服了调制制式不明对频偏估计的不利影响,还通过引入线性相位展开和高阶时延相关,大大提高了大频偏、低信噪比下估计的性能,对调制自动识别中MPSK信号的澄清和参数估计起到关键作用。     

一种改进的高动态QPSK信号解调算法

正交相移键控(QPSK)调制解调方式广泛应用于深空通信、数字卫星通信等高速系统中,高动态QPSK信号具有较大的多普勒载波频偏,针对现有的解调算法对QPSK信号频偏估计范围小、精度较低等问题,提出了一种改进的高动态QPSK信号解调算法。该算法利用基于Zoom-FFT的Quinn频率估计算法对载波频偏进行估计,将频偏估计分为粗估计和精估计两个过程,对估计所得频偏进行补偿后利用Costas环完成载波同步。在MATLAB中对算法进行了仿真,仿真结果表明,该算法能够实现对高动态大频偏QPSK信号的有效捕获,与传统的解调方式相比,该算法对载波频偏的估计范围更大,且具有更高的频偏估计精度和更好的误码性能。     

用FFT对8FSK信号进行解调方法的比较

随着DSP技术的发展,快速傅里叶变换(FFT)的应用越来越广泛。利用FFT算法对频移键控(FSK)信号进行频谱分布,通过比较FFT计算结果来确定信号的频率,可以实现对FSK信号的解调。采用MIL-STD-188-141A中的8FSK调制信号作为仿真信号,用MATLAB6.1对解调进行仿真。在提到的三种FFT的检测方案中,在没有频偏的情况下,第一种要较好;但当有频偏存在时,第二种方法较好。     

基于 Burg 算法功率谱估计的参数选择

介绍了现代功率谱估计中常用的基于自回归（AR）模型的Burg算法,分析了Burg算法中参数选择对功率谱估计的影响,并给出综合最优的Burg算法参数选择方法,最后将本文参数选择方法应用于列车测速系统进行实验验证,准确地估计出了列车的多普勒频率。     

大动态PCM/FM信号的载波频率同步

针对大动态脉冲编码-频率调制(PCM/FM)遥测信号的载波频率同步,提出了基于快速傅里叶变换(FFT)及频谱重心的载波频率估计方法,并采用了频谱叠加及频谱截取的优化方法提高算法估计精度.相对于其他基于FFT的频率估计算法,频谱重心法有着更高的估计精度及更好的抗噪声性能,而且复杂度代价很小.仿真的均方误差结果表明,基于FFT长度为2048和2块叠加以及保留信号99.9%能量的频谱截取方案有最好的估计性能.在最大多普勒频率、多普勒一阶变化率及二阶变化率分别为0.5倍、0.3倍及0.2倍符号率的大动态条件下,基于频谱重心法的二阶锁频环能够较好地完成载波频率跟踪.误码率曲线表明,经过频偏校正后的多符号非相干解调(MSD)性能与无频偏情况相比,无性能损失.     

正弦波信号频率估计快速高精度递推算法的研究

该文提出了一种正弦波频率估计的频偏校正算法,结合M-Rife算法精度高和频偏校正算法运算量小的特点,研究了一种快速高精度正弦波信号频率估计的递推算法。先对一个较短的截短信号序列用M-Rife算法进行频率初始估计,以此作初始值用频偏校正算法对一个更长的截短信号序列进行估计得到更精确的估计频率,并依此类推,在最后一步递推时,用M-Rife算法得到最终的估计频率。在信号序列较长时,该算法的运算量小于做一次FFT。仿真结果表明,该算法性能稳定,估计方差接近克拉美-罗限(Cramer-Rao Lower Bound,CRLB),与M-Rife算法相仿。该算法便于实时地实现高精度频率估计。     

高动态弱直扩信号的分级捕获算法

针对低信噪比高动态环境下直扩信号经典捕获算法中多普勒频偏估计精度和快速傅里叶变换(FFT)运算量的矛盾,提出了一种基于频偏补偿的两级非相干累加捕获算法。该算法以部分匹配滤波器结合快速傅里叶变换(PMF-FFT)算法为单元,首先利用第一级频偏粗估值对多普勒频偏进行补偿,然后通过调整第二级PMF-FFT中部分匹配滤波器长度并利用滑动平均窗对残余频偏进行精估。理论分析和仿真结果表明,与经典捕获算法相比,该算法在FFT运算点数相同的条件下,可以有效地提高多普勒频偏估计精度,并且在高动态环境下具有更好的检测性能。     

Frequency Offset Estimation of Satellite-Based AIS Signals Based on Interpolated FFT

Aimed at addressing the problem of carrier synchronization for satellite-based Automatic Identification System (AIS) signals, a novel data-aided carrier frequency offset estimation method in the intermediate frequency is proposed in this paper. AIS signals use Gaussian Minimum Shift Keying (GMSK) for transmission, and a nonlinearity of the GMSK signal is shown to be a sine wave with frequency related to the carrier frequency offset. Based on that, this method constructs an auxiliary function with the available symbols to avoid the influence of the modulated phase information, and it estimates the frequency offset due to Doppler shift with a new interpolated FFT method. Moreover, this method performs better when the signals are filtered by band pass filter even through the bandwidth is as low as the 1/3 nominal bandwidth. Computer simulations are used to assess the synchronizer performance on AWGN channels.     

常见的功率谱估计方法及其Matlab仿真

功率谱估计是数字信号处理的重要内容之一,又分为经典谱估计和现代谱估计。经典谱估计主要是周期图法及其改进方法,现代谱估计则有参数模型与非参数模型谱估计之分。文中主要介绍了几种常见的功率谱估计方法的原理、特点,并进行了Matlab仿真分析,发现基于AR参数模型的Burg法效果较好。     

Real-Time Frequency Estimation of Complex GMSK Signal of Green Communications Devices

Parameter estimation of signals of universal software radio peripheral (USRP) devices is crucial to solve the problem of phase offsets of received signals in distributed beamforming. For systems that will utilize the closed loop feedback algorithm where the receiver needs to send the received signal strength (RSS) values periodically to the beamforming node so as to take advantage of energy conservation, the frequency and phase of these signals should be estimated before smoothening by nonlinear filters. This article presents the estimation of the frequency offsets of a Gaussian minimum shift keying (GMSK) signal from N210 USRP devices in real time by using the Radix-2 fast Fourier transform (FFT) algorithm in GNURadio. For these green communications devices, most of the needed hardware parts have been software defined, thereby reducing the supposed energy consumption. The frequency offsets from reference carrier frequencies of 900 MHz and 2.4 GHz are less than 3 kHz each before the estimation, but the average offsets are 45 Hz and 100 Hz after the estimation, respectively. The high offset value experienced with the 2.4 GHz carrier was due to consistent interference from devices on that same frequency.     

宽带独立信号和相干信号的DOA估计

当独立信号和相干信号共存时,传统四阶累积量方法无法估计出宽带相干信号的来波方向(DOA),针对这个问题提出了一种新方法。该方法首先通过离散傅里叶变换,将宽带阵列接收数据分解为若干个窄带信号,构造出各个窄带频率处的自相关矩阵,再通过MUSIC(Multiple Signal Classification)算法估计出各个窄带信号的DOA,将各个窄带信号的空间谱相加求平均,通过谱峰搜索得到宽带独立信号的DOA;然后分离出独立信号的信息,构造出一个只包含宽带相干信号信息的矩阵,最后通过稀疏重构的方法估计出相干信号的DOA。计算机仿真结果证明该算法的正确性和有效性。     

基于FFT系数的正弦信号频率估计算法

针对基于FFT系数实部的频率插值算法在峰值谱线相位接近于±π/2时频率估计误差较大的问题,提出了一种改进的正弦信号频率估计算法。该算法首先利用FFT系数的实部和虚部序列索引出峰值谱线位置,然后根据峰值谱线的相位,选取实部与虚部序列中幅度较大的序列进行频率插值。仿真结果表明：在信噪比为3 dB、采样点为128的情况下,整个频段上归一化频率估计误差均方根小于0.02,接近Cramer Rao下限,整体性能优于基于FFT系数实部的频率插值算法和Rife算法。改进的算法频率估计精度高,计算量小,易于硬件实现。     

TD-SCDMA系统频偏估计的研究

在TD-SCDMA无线通信系统中,对系统频偏进行快速和精确的估计是无线通信系统可以正常工作很重要的一个条件。没有准确的频偏估计作为前提,信道估计算法也不能对信道进行准确的估计,这样联合检测算法更发挥不了作用。充分考虑了TD-SCDMA无线通信系统中突发通信的特点以及帧格式,分析了利用导频信号和训练序列进行联合频偏估计算法的性能。仿真结果表明算法的复杂度不高,实用性强,频偏估计性能良好。