一种对QAM信号进行非数据辅助的相位噪声盲估计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105933265A(43)申请公布日2016.09.07(21)申请号201610197196.7(22)申请日2016.03.31(71)申请人泉州装备制造研究所地址362100福建省泉州市台商投资区东园镇群青村杏秀路行政服务大楼5楼511室(72)发明人张士灏汤璇林邦姜李艺伟(74)专利代理机构泉州市文华专利代理有限公司35205代理人卢清华(51)Int.Cl.H04L27/38(2006.01)H04L25/02(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称一种对QAM信号进行非数据辅助的相位噪声盲估计方法(57)摘要本发明一种对QAM信号进行非数据辅助的相位噪声盲估计方法，提出一种基于改进的M次幂算法，矫正由于相位噪声引起的频率偏移和相位偏移，对于信号中含有的频偏和相偏成分，不依赖其他任何的数据信息，采用幂估计算法，通过逐步校正估计误差得到较为精确的输出信息，对估计过程进行简化，大大降低了计算复杂度；本发明在无需借助信噪比以及辅助数据信息的情况下，表现出良好的估计性能，为高速无线光通信QAM信号相位估计问题提供了一种简单而有效的解决方案。CN105933265ACN105933265A权利要求书1/2页1.一种对QAM信号进行非数据辅助的相位噪声盲估计方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1、信号解调系统接收的射频信号经过匹配滤波、模数转换、定时恢复的处理后得到含有载波频偏值fe、相偏值θ的接收信号rn，步骤2、将接收信号rn分为两路进行计算，一路进行角度计算，并对其4倍值进行4fc倍补偿，归一化频偏fcT的范围为[-1/8,1/8]，另外一路求得其幅值，然后进行合并计算；步骤3、对合并后的数据进行求和运算，并求得求和后的数据集合的最大值，并求其角度值，得到此时估计的频偏值；步骤4、利用该频偏值对接收信号rn进行补偿，此时得到消除频率偏移量的样值信号rnˊ；步骤5、根据步骤4所得的样值信号rnˊ计算相偏值，即对rnˊ进行四次幂运算，并对幂运算后的样值之和进行求角度运算，得到初始的相偏粗估计值；步骤6、利用该相偏粗估计值对rnˊ进行补偿，对初始补偿后的信号进行八次幂运算，并对幂运算后的样值之和求角度运算，得到相偏细估计值；步骤7、利用该相偏细估计值对初始相位噪声消除后的信号进行第三次补偿，输出经过相位噪声包括频偏和相偏纠正后的信号。2.根据权利要求1所述的一种对QAM信号进行非数据辅助的相位噪声盲估计方法，其特征在于具体包括如下步骤：步骤1、信号解调系统接收的射频信号经过匹配滤波、模数转换、定时恢复的处理后得到含有载波频偏值fe、相偏值θ的接收信号rn：式(1)中，dn为发送信号，fe为频偏值，T为符号周期，j表示复信号的虚部，vn为周期复高斯平稳噪声，θ为相偏值，n＝1,2,3,…,N，N表示接收信号样值总数；步骤2、利用四次幂估计算法，将定时恢复后的接收信号rn进行四倍补偿，补偿范围为[-1/8,1/8]，每步步长为Δf，其中Δf2≤18/(π2N3SNR),SNR表示信噪比，N表示样值量:设经过相位的4次幂补偿后的信号模型为：其中，fcTn的取值搜索范围为[-1/8,1/8]，设每步步长为Δf，根据步长和估计范围，计算步数M，i＝1,2,…,I，I表示Δf所划分的网格点数,利用克拉美罗界限制此时估计的方差则得到Δf2≤18/(π2N3SNR)，SNR表示信噪比，N表示接收信号样值总数；步骤3、然后对补偿后信号求和：求得能使rsum最大的值的角度值，便是所需的频偏值f′e；步骤4、利用该频偏值对接收的原始信号rn进行初次相位fe'补偿，补偿公式如式(2)所示，得到补偿后的信号步骤5、将消除频偏后的信号进行四次幂并求其和，然后计算求和后的角度得到载波相偏粗估计值:2CN105933265A权利要求书2/2页M表示幂次，为4或8；步骤6、利用步骤5得到的相偏粗估计值对频偏补偿后信号进行第二次相位补偿，得到初始相位噪声消除后的信号，然后进行八次幂并求其和，测量和运算后的角度值，即为所求的相偏细估计值；步骤7、利用该相偏细估计值对初始相位噪声消除后的信号进行第三次补偿，输出经过相位噪声包括频偏和相偏纠正后的信号。3CN105933265A说明书1/4页一种对QAM信号进行非数据辅助的相位噪声盲估计方法技术领域[0001]本发明属于无线光通信领域，涉及高速无线光通信相位噪声估计与补偿问题，尤其涉及一种对QAM信号进行非数据辅助的相位噪声盲估计方法。背景技术[0002]在可见光通信中，由于信道和噪声分布复杂，基本的调制方式性能不够理想，一些高效的调制方式如QAM(QuadratureAmplitudeModulation，正交幅度调