一种新的频偏估计与补偿方法研究

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇一种新的频偏估计与补偿方法研究范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

前言

任何一个通信系统里，在接收机中实现下变频时，需要产生一个与调制信号同频的载波与接收的信号相乘，由于频偏的存在，此时不可能产生一个和发送机完全一致的载波频率，即如果发送设备的

cos 2cfftπ±与之相乘实现相干解调，其中0f为频偏，则得到的信号的表达式为：存在，信号经过相干解调下变频后，并没有得到零中频信号，而是得到一个以0f为中心的频率信号，这将会严重影响接收机的性能。

频偏估计方法

为了提高系统的性能，有必要对频偏补偿进行研究，要进行频偏补偿，首先得进行频偏估计，随后对接收信号进行频偏补偿，从而实现发射端和接收端的载波频率同步。本文提出的频偏估计方法的就是利用接收的训练序列构造出待估计序列，然后经过一定的运算处理得到频偏值 f。频偏估计的数学模型如图1，其中( )S t是发送信号，0f是频偏，( )y t是接收到的信号。

在AWGN信道中，接收滤波器的输出信号可以表示为：

利用此序列对0f进行估计。

具体估计步骤如下：

取此序列的实数部分，则波形为一“正弦信号”，由于噪声影响，此“正弦信号”会叠加一些突起的毛刺。

经过数据预处理，去掉幅度较大的毛刺，使波形变得平滑一些。

将序列转换为“方波”，方法是判断序列值的符号（正、负），正值点对应1，负值点对应-1，0对应0。此时“方波”的跳变点并不理想，即可能跳变位置会来回跳变多次。

对上述“方波”进行积分，即对方波序列进行累加，得到“三角波”。

用步骤3中的方法对“三角波”判断其过零点，转换为方波。

对方波检测其跳变点，计算方波周期，得到对应的频率值，即为频偏

仿真结果

仿真条件如下：信噪比30dB，用于频偏估计的序列长度为10000，归一化采样率为1Hz，归一化频偏值为1/800Hz。

图2是在相同仿真条件下，仿真100次画出的图，可以看出，此方法稳定性较好。

QAM是用两个独立的基带数字信号对两个相互正交的同频载波进行抑制载波的双边带调制，利用这种已调信号在同一带宽内频谱正交的性质来实现两路并行的数字信息传输。它是一种频谱利用率很高的调制方式，因此在中、大容量数字微波通信系统、有线电视网络高速数据传输、卫星通讯系统等领域得到了广泛的应用。图3为64QAM受频偏影响的星座图，可以看到星座点相位线性增加形成的圆环。

图4是某次典型仿真实验中，用求得的频偏值对数据进行校正后得到的星座图，对比图3可以明显看到频偏得到了有效的补偿。但是由于频偏估计误差的存在导致星座点的旋转，如果增加帧长，则星座图会形成图3中那样的圆环。

总结

本文通过对接收的训练序列进行一定的运算处理，得到系统的频偏值，通过仿真发现本文所提出的方法精度高而且稳定。然后将该方法应用于64—QAM系统中，通过对有载频偏移的接收序列进行频偏补偿，仿真结果表明估计出频偏能对系统进行有效地频偏补偿。