陈　伟,邢依依,刘梦婷

(西安电子科技大学 电子信息攻防对抗与仿真重点实验室,陕西 西安　710071)



一种基于Burg谱估计和FFT的频偏估计方法

陈伟,邢依依,刘梦婷

(西安电子科技大学 电子信息攻防对抗与仿真重点实验室,陕西 西安710071)

摘要针对星间链路通信中常用的BPSK、QPSK、UQPSK和64QAM等调制信号的载波频偏估计问题,提出了一种基于Burg谱估计和FFT的通用频偏估计方法。采用Burg谱估计方法对信号进行粗频偏估计,补偿该频偏后得到含有较小残留频偏的信号;并进行改进的四次方非线性变换,去除调制信息;再利用FFT估计出较高精度的残留频偏值。仿真结果表明,该方法估计精度高、范围大。

关键词星间链路通信;频偏估计;Burg谱估计;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这两类调制信号以其高的频带利用率和良好的抗噪性能,目前已在卫星无线通信系统中得到广泛应用。由于多普勒频移和收发双方振荡器不稳定等因素的影响,使得接收机接收信号的载波与本地载波存在较大动态范围的频偏,而载波恢复是通信信号接收的一项关键技术,其恢复效果将直接影响接收机信号接收的性能[1]。

对于MPSK和MQAM信号的频偏估计,前人做了大量的研究。文献[2]提出一种对MPSK信号进行频偏估计的简单方法,称为MAT算法,通过对MPSK信号作M次方运算用于去除相位调制信息,得到频率为M×Δf(Δf为频偏)的正弦波信号,再估计出该正弦波的频率并除以M即可得到原信号的频偏估计值。文献[3]对低通滤波后的MPSK信号,采用现代功率谱估计算法对频率做初步估计[4],再通过M次方非线性变换[5],根据最大似然准则,寻找其最优解,算法可在较低信噪比下比较准确地恢复出载波频偏,这些算法均需要已知信号的调制类型来确定M的大小。……