基于PN序列的頻偏估計算法

本文提出了一種基于時域PN 序列導(dǎo)頻相關(guān)性的頻偏估計算法，通過計算接收信號和發(fā)送信號共軛乘積的自相關(guān)函數(shù)，將頻偏估計問題轉(zhuǎn)化為一個單頻譜估計問題，并且給出了簡化的譜估計算法，從而避免了頻率搜索，具有較低的實現(xiàn)復(fù)雜度，另外，此算法使用和符號同步相同的PN 序列資源，節(jié)省系統(tǒng)頻譜資源。在多徑信道下也給出了相應(yīng)的形式，經(jīng)過理論分析和仿真證明了，在多徑信道下，改進算法的獲得了頻率分集增益，提高了估計性能。
關(guān)鍵詞：同步；頻率估計;多徑衰落信道;PN 序列
在數(shù)字通信系統(tǒng)中，由于晶振穩(wěn)定度的限制使得接收機和發(fā)射機的本振存在頻差，從而
導(dǎo)致接收信號存在頻偏。估計出此頻偏，并在接收機端進行頻偏校正有利于系統(tǒng)性能提升。
目前已有的頻偏估計算法主要有兩大類：數(shù)據(jù)輔助算法和盲估計的方法。一般說來，盲估計算法時間空間復(fù)雜度大，而數(shù)據(jù)輔助算法降低了系統(tǒng)的頻譜效率。數(shù)據(jù)輔助算法和盲估計算法分別在文獻[2][3]和[4][5]中得到了充分的研究，這些算法都是在加性高斯白色噪聲信道（AWGN）下推導(dǎo)出的，雖然可以在平衰落信道中可以直接應(yīng)用，但在多徑衰落信道時，這些方法就不能滿足需要。針對這種情形，文獻[6]研究了適用于多徑衰落信道的頻偏估計算法。但[6]的算法并沒有得到一個頻偏的顯示表達，所以需要做頻率搜索，這樣就提高了實現(xiàn)復(fù)雜度?；谝陨蠁栴}，本文提出了一種算法，在通信系統(tǒng)中，PN 序列常常用于做信道估計[1]或符號同步，而此算法基于PN 序列的相關(guān)性，通過計算接收信號和發(fā)送信號共軛乘積的相關(guān)函數(shù)，將頻偏估計問題轉(zhuǎn)化為一個單頻譜估計問題，并且對于此問題，給出了簡化的譜估計算法，并在最后在多徑衰落信道下給出了改進的形式。本文主要包含以下幾個部分：第二部分給出頻偏估計算法的推導(dǎo)過程，第三部分給出了算法性能分析和仿真結(jié)果，第四部分對這種新型的頻偏估計算法進行了總結(jié)。