用于APSK 和QAM 信号信噪比估计的改进分段数据拟合算法*
2015-03-18许维伟叶江峰
许维伟,叶江峰,张 伟
(中国工程物理研究院 电子工程研究所,四川 绵阳621900)
1 引 言
信噪比在现代通信系统中具有重要作用[1],在卫星通信中可作为系统切换、功率控制和信道分配的控制参数[2],在蜂窝和正交频分复用系统中作为重要的信道参数[3-4]。幅相键控(Amplitude Phase Shift Keying,APSK)信号和正交调幅(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)信号在提高频谱和功率效率的同时有效避免了卫星通信射频放大器的非线性效应,因而广泛应用于卫星通信中[5],但目前针对APSK 和QAM 等非恒模信号的信噪比估计研究仍较少。
信噪比估计算法根据是否需要训练序列分为数据辅助(Data Aided,DA)和非数据辅助(Non-Data Aided,NDA)两类[1]。NDA 类算法由于无需训练序列而被广泛应用,主要包括最大似然类算法[6],矩估计类算法[7-9]、子空间类算法[10]和数据拟合算法[11-12]。数据拟合算法适用于MPSK 和QAM 信号,但对QAM 信号而言估计区间较窄,只有信噪比在0~10 dB 区间内估计性能较好[12]。文献[13]提出了一种基于先验信息的APSK 信号迭代信噪比估计算法,在有先验信息且互信息大于0.4 时经4 次迭代,其性能优于NDA 类算法,在无先验信息时经5 次迭代,在中高信噪比下优于矩估计类算法。
本文首先对文献[12]所提QAM 信号的传统数据拟合算法进行简介,然后通过理论推导,将其扩展到APSK 信号,并引入分段数据拟合思想提高多项式拟合精度,利用蒙特卡洛仿真经验值修正算法的固有偏差。仿真证明,该算法对APSK 信号在-5~20 dB区间内的估计偏差均值小于0.5 dB。最后通过对比本算法与传统算法对QAM 信号估计的标准差,证明本算法在相同条件下确实提升了估计精度。……
