一種基于Burg譜估計和FFT的頻偏估計方法

陳　偉,邢依依,劉夢婷

(西安電子科技大學 電子信息攻防對抗與仿真重點實驗室,陜西 西安　710071)

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一種基于Burg譜估計和FFT的頻偏估計方法

陳偉,邢依依,劉夢婷

(西安電子科技大學 電子信息攻防對抗與仿真重點實驗室,陜西 西安710071)

摘要針對星間鏈路通信中常用的BPSK、QPSK、UQPSK和64QAM等調制信號的載波頻偏估計問題,提出了一種基于Burg譜估計和FFT的通用頻偏估計方法。采用Burg譜估計方法對信號進行粗頻偏估計,補償該頻偏后得到含有較小殘留頻偏的信號;并進行改進的四次方非線性變換,去除調制信息;再利用FFT估計出較高精度的殘留頻偏值。仿真結果表明,該方法估計精度高、范圍大。

關鍵詞星間鏈路通信;頻偏估計;Burg譜估計;FFT

A Frequency Offset Estimation Algorithm Based on Burg Spectrum Estimation and FFT

CHEN Wei,XING Yiyi,LIU Mengting

(Key Laboratory of Electronic Information Countermeasure and Simulation,Xidian University,Xi’an 710071,China)

AbstractA general frequency offset estimation method of BPSK,QPSK,UQPSK and 64QAM signals based on Burg spectrum estimation and FFT is proposed to solve the carrier frequency offset estimation of common signals in inter satellite link communication.First,the coarse frequency offset estimation is obtained by using the Burg spectrum estimation method,and the signal of the residual frequency offset is obtained after the compensation of the frequency offset.Then the improved fourth non-linear transformation is used to remove modulated information.Finally,the residual frequency offset value is estimated by FFT.Simulation results show that this method is of high accuracy and wide acquisition range.

Keywordsinter satellite link communication;frequency offset estimation;Burg spectrum estimation;FFT

MPSK和MQAM這兩類調制信號以其高的頻帶利用率和良好的抗噪性能,目前已在衛星無線通信系統中得到廣泛應用。由于多普勒頻移和收發雙方振蕩器不穩定等因素的影響,使得接收機接收信號的載波與本地載波存在較大動態范圍的頻偏,而載波恢復是通信信號接收的一項關鍵技術,其恢復效果將直接影響接收機信號接收的性能[1]。

對于MPSK和MQAM信號的頻偏估計,前人做了大量的研究。文獻[2]提出一種對MPSK信號進行頻偏估計的簡單方法,稱為MAT算法,通過對MPSK信號作M次方運算用于去除相位調制信息,得到頻率為M×Δf(Δf為頻偏)的正弦波信號,再估計出該正弦波的頻率并除以M即可得到原信號的頻偏估計值。文獻[3]對低通濾波后的MPSK信號,采用現代功率譜估計算法對頻率做初步估計[4],再通過M次方非線性變換[5],根據最大似然準則,尋找其最優解,算法可在較低信噪比下比較準確地恢復出載波頻偏,這些算法均需要已知信號的調制類型來確定M的大小。……