一種基于FFT輔助S-PLL的無線通信載波跟蹤方法技術

本發明專利技術涉及一種基于FFT輔助S?PLL的無線通信載波跟蹤方法，在高速移動載體無線通信系統中，采用基于快速傅里葉變換輔助二階鎖相環的載波跟蹤方法能夠解決大范圍多普勒頻偏條件下對無線通信接收問題，在采樣頻率滿足奈奎斯特采樣定理的條件下，通過FFT快速獲得信號頻率的粗略位置，進一步利用S?PLL實現精確的頻偏估計。該方法充分的利用了FFT和PLL的頻偏估計特性，能夠克服大范圍多普勒頻偏和信號噪聲帶來的影響，可跟蹤大動態變化載波頻偏；另一方面，該方法實現結構簡單，復雜度較低，實用性更強。

【技術實現步驟摘要】
201610453268

【技術保護點】
一種基于FFT輔助S?PLL的無線通信載波跟蹤方法，其特征在于：包括如下步驟：第一步：發送端處理；將待發送信息序列經過編碼調制后，轉換成能夠通過天線發送的電磁波信號，可將該信號建模為；信號經過AWGN信道，會存在高斯白噪聲的干擾；此外，由于發送端與接收端的相對高速運動，傳輸的電磁波信號到達接收端時會存在多普勒頻偏，可將建模為一個關于實際載波頻率、載體移動速度、加速度、加加速度和時間的多項表達式：其中、、為系數函數，具體表達式分別為：其中為通信電磁波的傳播速度，為電磁波傳播方向與載體相對運動方向的夾角；若發送端所發送的符號序列為，發送的信號為，表示為：其中為發送符號周期，為發送成型函數，通常選擇為平方根升余弦函數，為載波初始相位，經過AWGN信道，最終，接收端所接收到的信號為：其中高斯噪聲的均值為0，標準差為；第二步：接收端預處理；接收端首先對接收到的信號進行下變頻處理，以獲得待處理的攜帶頻偏的基帶信號，在滿足奈奎斯特采樣定理的條件下，對進行采樣處理，進而獲得離散數字化的信號序列，經過載波捕獲和精確的位定時同步處理后，得到攜帶多普勒頻偏的離散采樣序列，其中表示為：其中為采樣周期，采樣頻率滿足奈奎斯特采樣定律，即：其中為系統設計能夠跟蹤的最大多普勒頻偏，為接收端的實際采樣頻率；在此基礎上，將所有的采樣點按照時間長度分段，的大小由PLL環路濾波器的頻率跟蹤范圍和共同決定，且滿足：；第三步：FFT頻偏粗估計；將離散采樣序列按照固定長度分段，針對每一個采樣數據段，抽取()個采樣點做長度為的FFT，即：其中滿足：；接下來，利用FFT變換后的峰值譜線得到載波頻偏的粗略估計區間即：其中滿足：；通過的頻率校準，可以進一步得到存在殘余頻偏的采樣序列，即：其中為AWGN序列；第四步：S?PLL載波動態頻偏精估計：為獲得精確的載波頻偏，將存在殘余頻偏的采樣序列進一步經過S?PLL處理；第五步：FFT相偏校準；為估計載波相位偏差，可按照符號速率對離散采樣序列進行抽樣，再利用消去載波頻偏中的動態變化部分，進而得到：最終利用基于FFT的頻域插值方法估計出載波相偏。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊昊，李輝，朱浩，程清明，姜青竹，張京，
申請(專利權)人：南京索拉亞科技有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32