基于相关峰检测的pi4DQPSK频差估计算法.doc

一种基于相关峰检测的π/4DQPSK频差估计算法 魏 鹏，陆锐敏 (总参谋部第六十三研究所，南京　210007 ) 摘要：提出一种基于相关检测的频差估计算法，解决了低速π/4DQPSK解调因大频偏导致的性能恶化问题。该算法基于对已知发送M序列的相关峰检测，根据频偏对I，Q两路相关峰值的不同影响进行频偏估计。给出了该算法的理论推导，并将其与传统的Kay估计、Fitz估计、LR估计方法进行仿真对比。结果表明该算法可在保证估计范围，估计精度在当的条件下有效降低运算量与复杂度，具有很好的工程实用价值。 关键词：相关峰检测；频差估计；π/4DQPSK； 中图分类号：TN973.3 文献标识码：A　 A π/4DQPSK Frequency Offset Detection Algorithm Base on Correlation Peak Detection WeiPeng， Lu Ruimin (The 63rd Research Institute of PLA General Staff Headqurters,，NanJing 210007, China) Abstract: A frequency offset estimation algorithm based on correlation peak detection is presented to solve the low speed π/4DQPSK demodulation performance deterioration as a result of large frequency offset. The algorithm complete frequency offset estimation based on (using) the correlation detection of known M sequence and the different effect that has on the correlation peak of I and Q. Theoretical derivation of the algorithm are given and its capability are simulated and compared with Kay estimation, Fitz estimation and LR estimation. Compare results shows that the algorithm has similar estimation range, approximate estimation precision, and lower computational complexity. Key words: Correlation Peak Detection；；π π/4DQPSK因其比QPSK更小的包络波动、更高的频率效率及无需载波同步的差分解调算法在移动通信和卫星数字通信等系统中得到了广泛的应用[1]。但是其解调性能会因相对符号速率较大的频差而迅速恶化，因而本文提出了一种基于相关峰检测的频差估计方法，该频差估计方法可与位同步、帧同步同时实现，用较小的代价将频差控制在π/4DQPSK解调所允许的频差范围之内。 目前常用的频差估计方法可分为基于FFT算法的频域估计算法和基于自相关函数的时域估计算法。频域估计算法主要包括直接FFT估计算法和为消除FFT“栅栏”效应而改进的Rife算法[2]、插值FFT算法[3]、加窗FFT算法等，这类算法要求首先把调制信号转换为单音信号，再进行2的幂次方点数的FFT，最后有哪些信誉好的足球投注网站峰值并计算频差；基于自相关函数的频差估计算法主要有kay估计[4]、Fiz估计[5]及LR估计[6]等算法，这类型算法中接收机根据发送的已知复M序列，在本地产生一个共轭序列，与接收到的M序列进行相关运算，得到一个去除了调制信息的单音信号，然后对这个单音信号进行不同延迟的相关、加权及求反正切运算得到频差的估计值。这类算法必须首先完成位同步和帧同步，且Fitz算法和LR估计算法估计范围及精度与采用自相关运算分支数N有关，Fitz估计的归一化频率范围为，LR估计的归一化频率范围为，基中R为AD采样倍数，为小于复M序列长度的正整数，N越大，估计精度越高，估计范围越小。 上述两类算法的实现较为复杂，运算量大。本文提出一种基于相关峰检测的π/4DQPSK频差检测算法，旨在满足π/4DQPSK解调性能的同时，大大降低系统实现的复杂度和运算量。 基于相关峰检测的频差估计原理 图1 基于相关峰检测的频差估计算法原理框图 Fig.1 The frequency offset estimation?diag