MPSK信号载频盲估计

研究了相位编码信号（MPSK）的载频盲估计算法。在没有接收信号先验知识的情况下，首先对MPSK信号载频进行粗估计，然后进行相关运算把信号，接着估计码速率，得到载频和码速率的估计值，就把载频估计问题转化为频偏估计问题。利用基带MPSK信号的相位函数是分段线性函数且每一段直线的斜率均正比于频偏的性质，对接收信号的相位函数进行处理，把分段直线变成一条直线，最后运用最小二乘拟合法得到直线的斜率从而得到频偏估计。仿真表明本算法在没有先验知识的情况下可以对MPSK信号载频进行精确估计。     

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。     

基于相位聚类的MPSK信号调制分类算法

针对非协作通信中的MPSK信号调制识别问题,提出基于相位聚类的调制识别算法.该算法以MPSK信号相位聚类的周期性为分类特征,应用傅里叶变换作为特征提取的方法,实现了对MPSK信号的类内识别.同时本文还对该算法进行了改进,减少了该算法的计算量,并使该方法可对含有载波频偏的MPSK调制信号进行识别.该算法在信噪比较低的情况...     

基于动态聚类的MPSK信号调制分类

通信信号的自动识别技术受到日益广泛的重视，本文提出了一种新的MPSK信号调制分类算法，对截获接收机输出的频带MPSK信号在未知载波频率的情况下，通过对延迟乘积信号进行分析处理，进而得到与原信号调制类型一致的基带相位信号序列。在未知噪声类型的情况下，利用动态聚类算法对此基带相位信号序列求取最佳聚类数M，从而实现了MPSK信号的调制分类。理论分析和实测信号处理证明了本文提出的算法的可行性。     

基于粒子群优化的MPSK信号频偏估计算法

针对传统多进制数字相位调制(MPSK)信号非数据辅助(NDA)频偏估计算法存在估计范围有限、估计方差较大、符号个数少时估计性能受限等问题,提出了基于粒子群优化的频偏估计方法。该算法以频偏估计的似然函数为目标函数,模拟群体智能搜索最优解。仿真结果表明,本算法无偏估计范围大,在符号数较少、信噪比较低时,估计方差接近克拉美罗下限(CRLB),性能优于经典的离散傅里叶变换(DFT)算法和Kay算法。     

幅度与相位分步识别的QAM调制模式识别算法

正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)信号的调制模式识别一直以来是人们研究的热点,通过星座图来进行调制模式识别也是一种常见的方法。然而,大多数调制模式识别算法会受到频偏和相偏的干扰,因此提出了一种幅度相位分步识别的QAM识别算法来识别调制模式。先利用卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)识别出未消除频偏相偏的QAM星座图的幅度层数,对信号进行第一次分类;再检测每个信号点的瞬时相位进行差分,得到每个点之间的相位跳变幅度;经过减法聚类确定相位跳变次数,由此对信号在相位上进行二次分类,最后识别出QAM信号的调制模式。该方法虽然步骤比传统方法繁琐,但是不依赖于信号的频偏消除和相偏消除,能够起到很好的抗频偏作用。此外,因为没有频偏消除和相偏消除的步骤,所以使得信号不至于在频偏消除和相偏消除等预处理过程中损失信息量。经过试验,这种方法在识别率上比传统的神经网络识别方法在低信噪比下有更好的识别率。     

基于前导脉冲辅助的相位调制1090ES信号载频同步算法

基于相位调制扩容1090ES信号为ADS-B带来新的功能和应用,载波频率同步是扩容信号需解决的一项关键技术。针对扩容1090ES信号的突发载频同步问题,提出了一种基于频偏捕获和相位误差跟踪环的快速同步方法,频偏捕获采用前导辅助脉冲相关性判决进行二叉树频率搜索,捕获载频偏差并校正得到频偏较小的基带信号,相位误差跟踪环实现对小频偏信号进行频率估计和补偿。仿真结果表明:该方法适用于基于相位调制的扩容1090ES信号接收系统。     

一种通用MPSK载波同步方法及其FPGA实现

为解决MPSK体制信号解调中可能存在的较大载波频偏,介绍一种结合基于最大似然准则的FFT频偏估计与通用载波锁相环的多调制体制通用载波同步方案。依次分析了该方案的算法原理、结构特点与运算和硬件复杂度,并说明该算法在FPGA上实现该方案的整体结构安排与关键技术要点。在Xilinx的XC4VLX200芯片上实现了该电路。结果表明该电路可完成对较大的频偏、较低的信噪比条件下MPSK信号载波同步工作,具有较好的工程应用价值。     

一种利用相位跟踪的星载AIS 信号单通道分离算法

针对星载船舶自动识别系统(AIS)中无法避免的信号混叠问题,研究了突发混叠信号单通道分离中广泛应用的逐幸存路径处理(PSP)与最大似然接收解调,提出了一种基于相位跟踪的AIS 信号单通道分离算法。该算法通过最小化混叠信号状态转移表中的欧氏距离,解决了信道估计与跟踪中由频偏和调制系数估计误差导致的相位畸变问题。仿真表明,该算法相位跟踪性能在归一化频偏误差(相对符号速率)大于2×10-2时仍然能收敛,该算法的解调误码率与抗频偏的PSP 算法及线性联合检测算法相比,当误码率等于10-3时,同道干扰信道下具有2 dB ～4 dB 的信干比性能优势。     

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.     

On the Miller-Chang lower bound for NDA carrier phase estimation

In this letter, we derive a new Miller-Chang lower bound (MCB) for the variance of unbiased non-data-aided (NDA) carrier phase estimates obtained from a block of N samples of a linearly modulated pulse-amplitude modulation or quadrature-amplitude modulation information signal, transmitted through an additive white Gaussian noise channel. This bound is tighter than the corresponding Crame/spl acute/r-Rao lower bound (CRB) for data-aided or continuous-wave carrier phase estimation (CW-CRB), particularly when N is small. For some given N and sufficiently high signal-to-noise ratios, the MCB is tighter than the corresponding true NDA CRB. The main limitation of this new MCB is that its application is restricted to carrier phase estimators which are unbiased for all possible values of the received symbol sequence.     

一种适合突发数字通信的快速载波频偏估计算法

给出了一种适用于MPSK解调的非数据辅助(NDA)载波频偏估计算法,该算法采用前向开环载波同步方式,与传统的Costas环相比,这种方式具有同步速度快、载波频偏估计范围大的优点,尤其适用于高速突发数字通信系统。理论和实验结果表明,该算法计算量小,复杂度低,抗噪声性能好,适合于工程实现。     

A frequency offset estimation algorithm for OFDM systems

A new fine carrier frequency offset estimation algorithm in Orthogonal Frequency Division Multiplexing （OFDM） system is proposed. The correlation item is the training sequence instead of the received signal in the new algorithm. Simulation results show that the performance of the new algorithm is 4dB-9dB better than that of Schmidl＇s algorithm. Coarse frequency offset estimation is also discussed in this paper, which is the improvement of Zhang＇s method. The estimation range using the improvement method is twice as that using the Zhang＇s method. Based on the hardware of the receiver and the improved algorithm, a method using Fast Fourier Transform （FFT） is proposed to implement the coarse frequency estimation. The chip area of OFDM system can be reduced by using the proposed method.     

脉冲超宽带(UWB)跳时系统的频域信道估计

提出一种基于序列和的最大似然(ML)频域信道估计算法,该算法可适用于对跳时UWB通信系统进行基于训练序列的信道估计和盲信道估计,大大简化了运算的复杂性。在仿真中比较了基于理想信道估计、基于一般的频域信道估计以及基于序列和的ML频域信道估计的性能。结果显示,在频域的估计过程中,对发射信号的频谱设定适当的可信门限后,可以获得与直接进行频域信道估计相似的性能。     

OFDM同步跟踪阶段的频偏估计算法

ＯＦＤＭ对栽频偏差是很敏感的，因此不仅在同步的捕获阶段，而且在同步的跟踪阶段，精确的频偏估计是很重要的。文献［３］提出了一种简化的相干判决反馈的迭代算法来估计同步跟踪阶段的载频偏差，对于１２８个子载波、ＱＰＳＫ调制的ＯＦＤＭ系统，在多径衰落信道下，当频偏小于子载波间隔的１５％时，频偏估计的标准方差小于１％，但是这个结果是在假设信道频率响应、定时偏差、载波相位等参数已知的条件下取得的，而当这些参数的估计存在误差时，由仿真结果可看出，频偏估计性能恶化了，因此，提出了采用差分判决反馈的频偏估计算法，虽然只能估计小于子载波间隔 ８％的频偏，但差分判决反馈算法不需要知道信道的参数，由于在同步跟踪阶段，频偏一般都较小，因此采用差分判决反馈算法可以很好地估计出同步跟踪阶段的频率偏差。     

基于FFT和多重信号分类算法的高精度相干光相移键控信号频率偏移估计算法研究

针对相移键控(MPSK)相干光通信系统中的频率偏移,最常用的两种算法是基于差分相位或者FFT最大值的算法,但是当数据长度较短时,两种算法均很难实现MHz的估计误差,这将使得后续载波相位恢复估计很难恢复原始数据。为满足MPSK系统中频率偏移估计算法高精度和实时性的要求,首次将多重信号分类算法引入该问题,提出一种基于快速傅里叶变换和多重信号分类的频率估计算法,该算法在数据较短时精度很高。利用基本原理和流程图对算法加以说明,并进行了20-GBaud/sQPSK相干光系统仿真实验验证算法切实可行。     

REDUCED COMPLEXITY FREQUENCY ESTIMATOR FOR BURST TRANSMISSION

In burst transmission, carrier recovery is a critical point for synchronization systems. With a feedforward carrier phase recovery algorithm, a small frequency offset can significantly increase the cycle slip rate and then the phase error variance. Therefore, in order to obtain an accurate carrier phase estimation, a precise frequency correction is required. For M-states phase shift keying (M-PSK) modulated signals an unbiased feedforward reduced complexity frequency estimator (RCFE), operating in the non-data aided mode (NDA) is derived from the maximum likelihood (ML) principle. A compromise is realized between noise filtering and estimation slip probability by minimizing the estimator variance. It is optimized to operate at a low signal-to-noise ratio and short bursts. Its performance is compared to that of the ML estimator. The estimator is applied to an all-feedforward synchronization structure with QPSK modulated signals. Global performance of the modem synchronization structure is supplied. © 1996 by John Wiley & Sons, Ltd.     

SOQPSK-TG信号的EM半盲载波频偏估计

针对成形偏移四相相移键控-TG(Shaped Offset Quadrature Phase Shift Keying-Telemetry Group version, SOQPSK-TG)信号在训练序列长度受限时频偏估计精度较低的问题,利用双二进制分解(Doubinary Decomposition, DBD)原理提出基于期望最大化(Expectation Maximization, EM)的SOQPSK半盲载波频偏(Carrier Frequency Offset, CFO)估计算法。为了确保EM算法收敛到预期性能范围,使用基于非线性四次方码元定时估计算法的非数据辅助频偏估计方法优化了EM算法初始点选择。仿真实验结果表明,该算法相比于使用训练序列进行数据辅助估计的方法,在不增加辅助数据数量的前提下能够进一步提升CFO估计的精度,并在较高信噪比下拥有接近序列总长度所对应的克拉美罗界(Cramér-Rao Bound, CRB)的优秀性能。     

A blind SNR estimator for digital bandpass signals

A subspace-based blind Signal-to-Noise Ratio （SNR） estimation algorithm for digital bandpass signals in Additive White Gaussian Noise （AWGN） channel is discussed. The lower bounds of the mean and variance of the estimation are derived, and simulations are performed for the commonly used digital bandpass signals, such as MPSK （M=2, 4, 8）, MFSK （M=2, 4） and MQAM （M=16, 64, 128, 256） signals. Theoretical analyses and simulation results indicate that the proposed algorithm is effective even when the SNR is below 0dB. Furthermore, the algorithm can provide a blind estimator in that it needs neither the parameters of the received signals, such as the carrier frequency, symbol rate and modulation scheme, nor the synchronization of the system.