CN102904843B - 频偏估计的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供一种频偏估计的方法及装置，涉及通信技术领域，提高了频偏估计的准确度。该方法，包括：S101、利用接收符号的频域模值检测频率突发序列；S102、利用所述频率突发序列计算第一频偏估计值，并根据所述第一频偏估计值对所述频率突发序列进行补偿；S103、对所述补偿后的频率突发序列进行相位跃变符号检测，得到相位正常变化的符号序列；S104、对所述补偿后的频率突发序列中位于所述相位正常符号序列两端的相位异变符号进行相位处理；S105、利用进行相位处理后的频率突发序列计算精确频偏估计值。本发明实施例应用于频偏估计过程中。

Description

频偏估计的方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种频偏估计的方法及装置。

背景技术

在移动通信系统中，接收端的载波频率很有可能和发送端的载波频率不一致，此时，就需要在接收端通过发射端发送的信息检测接收端和发射端之间的载波频偏，进而调整接收端的载波频率，将其锁定以保障通信的可靠传输。

现有技术中，常用的一种载波频偏估计的方法为：利用频偏在不同符号之间造成的相位差来进行频偏估计，该方法的基本原理是在不同时间内发送相同的符号，之后利用频偏在这两个或(多个)相同的符号造成的不同相位差以实现频偏估计。

然而，该方法要求接收符号的相位满足线性增加，但是由于噪声等原因，某些接收符号的相位会出现跃变，线性增加的规律很难保证，因此当信噪比较低时，会出现大量的漏检，从而导致频偏估值的准确度下降。

发明内容

本发明的实施例提供一种频偏估计的方法及装置，提高了频偏估计的准确度。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种频偏估计的方法，包括：

S101、利用接收符号的频域模值检测频率突发序列；

S102、利用所述频率突发序列计算第一频偏估计值，并根据所述第一频偏估计值对所述频率突发序列进行补偿；

S103、对所述补偿后的频率突发序列进行相位跃变符号检测，得到相位正常符号序列，所述相位正常符号序列为一段连续的相位正常的符号，所述相位正常的符号为一个符号的相位与其之前的相邻符号的相位符合线性增加特性，且相位增加值在预设范围内；

S104、对所述补偿后的频率突发序列中位于所述相位正常符号序列两端的相位异变符号进行相位处理；

S105、利用进行相位处理后的频率突发序列计算精确频偏估计值。

一种频偏估计装置，包括：

频率突发序列检测模块S11，用于利用接收符号的频域模值检测频率突发序列；

第一频偏估计补偿模块S12，利用所述频率突发序列计算第一频偏估计值，并根据所述第一频偏估计值对所述频率突发序列进行补偿；

相位正常符号序列提取模块S13，用于对所述补偿后的频率突发序列进行相位跃变符号检测，得到相位正常符号序列，所述相位正常符号序列为一段连续的相位正常的符号，所述相位正常的符号为一个符号的相位与其之前的相邻符号的相位符合线性增加特性，且相位增加值在预设范围内；

相位处理模块S14，用于对所述补偿后的频率突发序列中位于所述相位正常符号序列两端的相位异变符号进行相位处理；

精确频偏估计模块S15，用于利用进行相位处理后的频率突发序列计算精确频偏估计值。

由上述技术方案所描述的本发明实施例中，利用接收符号的频域模值检测频率突发序列，由于频率通常不容易受噪声干扰，因此利用接收符号的频域模值作为检测到频率突发序列的依据，可以有效避免现有技术中当信噪比较低时，会出现大量的漏检的情况，提高了频偏估计的准确度。

并且，本发明实施例对所述补偿后的频率突发序列进行相位跃变符号检测和处理，进一步提高了频偏估计的准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1中提供的一种频偏估计的方法的流程图；

图2为本发明实施例1中提供的上述步骤101的一种实现方式示意图；

图3为本发明实施例1中提供的上述步骤103的一种实现方式示意图；

图4为本发明实施例2中提供的一种频偏估计装置的结构示意图；

图5为本发明实施例2中提供的所述模块S11的一种实现结构示意图；

图6为本发明实施例2中提供的所述模块S13的一种实现结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图1所示，本发明实施例提供一种频偏估计的方法，包括：

S101、利用接收符号的频域模值检测频率突发序列。

本发明实施例的一种实施方式中，如图2所示，利用接收符号的频域模值检测频率突发序列的一种实现方式如下，具体包括：

S201、在初始接收符号序列上设置滑窗，所述滑窗用于提取用于进行频率突发检测的接收符号序列。

其中，所述滑窗的长度N的取值可以为8、16、32…等。

S202、对位于滑窗内的接收符号序列进行FFT变化，并计算得到接收符号序列在频域的模值。

S203、计算当前的所述滑窗内的接收符号序列的频域模值的特定峰值比。

其中，所述特定峰值比包括峰均比或者最高峰值与第二高峰值之比。

所述峰均比为当前的所述滑窗内的接收符号序列进行FFT变化后得到接收符号序列的频域模值的最高峰值和均值之比；

所述最高峰值与第二高峰值之比为当前的所述滑窗内的接收符号序列进行FFT变化后得到的接收符号序列的频域模值的最高峰值和第二高峰值之比。

S204、在当前的所述滑窗内的接收符号序列的频域模值的特定峰值比大于或者等于第一预设门限值时，确定检测到频率突发，所述滑窗内的接收符号序列即为频率突发序列的一部分；

其中，所述第一预设门限值的取值可以为2、3、4…等，根据不同的应用场景可以通过仿真来确定具体取值。

S205、在当前的所述滑窗内的接收符号序列的频域模值的特定峰值比小于第一预设门限值时，将所述滑窗在初始接收符号序列上按照预设步长滑动至下一检测位置，并重新从步骤S202开始执行，直到确定检测到频率突发。

其中，所述预设步长的取值可以为1、2…N。

需要说明的是，为了进一步地提高频偏估计的准确性，本发明实施例的另一种实施方式中，当所述滑窗内的接收符号序列的频域模值的特定峰值比大于或者等于第一预设门限值时，确定检测到频率突发之后，还包括：

将所述滑窗在初始接收符号序列上按照预设步长滑动至下一检测位置，并重新从步骤S202开始执行，直到连续预设次数的滑窗内均检测到频率突发；

当连续预设次数的滑窗内均检测到频率突发时，最终确定检测到频率突发。

S102、利用所述频率突发序列计算第一频偏估计值，并根据所述第一频偏估计值对所述频率突发序列进行补偿。

本发明实施例的一种实现方式中，利用所述频率突发序列计算第一频偏估计值的一种实现过程为：

以周期为T的GSM符号为例进行说明。首先对周期为T，过采样倍数为K的GSM符号进行N点的FFT变换，得到GSM符号的频域模值，其中，K为过采样倍数，由系统决定，所述K的取值可以为1、2、3…等。

FCCH(Frequency Correction Channel，频率校正信道)是GSM系统中向移动台传递的频率校正信号，使移动台能调到相应的频率。本文是以FCCH为例进行频偏估计的说明。

由于FCCH是一个频率为67.708KHz的单频信号，如果不存在频偏，那么FCCH的频率为频域中最高峰值点所对应的频率，且频域中最高峰值点的理想位置ideal_pos为：

$\mathrm{ideal}\_\mathrm{pos}=\frac{67708}{K/\mathrm{NT}}---\left(1\right)$

其中，K/NT为所述FCCH的两个频点之间的频差。

如果存在频偏，那么频域中最高峰值点位置max_pos可以在上述利用接收符号的频域模值检测频率突发序列的过程中检测得出。根据如下公式可以计算出第一频偏估计值：

$\mathrm{\Δ}{\hat{f}}_1=(\max \_\mathrm{pos}-\mathrm{ideal}\_\mathrm{pos}-1)\·(K/\mathrm{NT})---\left(2\right)$

其中，为第一频偏估计值。

然后，根据所述第一频偏估计值对所述频率突发序列进行补偿的实现如下：

将所述频率突发序列中的符号表示为x(a)，对所述频率突发序列进行粗补偿之后的符号表示为x'(a)，则其补偿的实现过程可以用如下公式(3)表示：

$x^{\′}\left(a\right)=x\left(a\right)\·\exp (-j\·2\mathrm{\π}\·\mathrm{\Δ}{\hat{f}}_1\·(a-1)\·T/K)---\left(3\right)$

其中，a取值为[1，Len]，Len为所述频率突发序列的长度。

S103、对所述补偿后的频率突发序列进行相位跃变符号检测，得到相位正常符号序列，所述相位正常符号序列为一段连续的相位正常的符号，所述相位正常的符号为一个符号的相位与其之前的相邻符号的相位符合线性增加特性，且相位增加值在预设范围内。

S104、对所述补偿后的频率突发序列中位于所述相位正常符号序列两端的相位异变符号进行相位处理。

S105、利用进行相位处理后的频率突发序列计算精确频偏估计值。

本发明实施例中，利用接收符号的频域模值检测频率突发序列，由于频率通常不容易受噪声干扰，因此利用接收符号的频域模值作为检测到频率突发序列的依据，可以有效避免现有技术中当信噪比较低时，会出现大量的漏检的情况，提高了频偏估计的准确度。

并且，本发明实施例对所述补偿后的频率突发序列进行相位跃变符号检测和处理，进一步提高了频偏估计的准确度。

本发明实施例的一种实施方式中，如图3所示，上述步骤103的一种实现方式如下，具体包括：

S401、对所述补偿后的频率突发序列根据过采样倍数K进行下采样,得到K个子集；

S402、提取所述K个子集中的一个子集；

S403、检测所述一个子集中连续的相位正常的符号个数，所述相位正常的符号为一个符号的相位与其之前的相邻符号的相位符合线性增加特性，且相位增加值在预设范围内；

其中，所述预设范围是指相邻符号的相角的增加值在[0,π]；

S404、若当前检测到的连续的相位正常的符号个数大于第二预设值，则确定所述连续的相位正常的符号为相位正常符号序列；

S405-1、若当前检测到的所述连续的相位正常的符号个数不大于第二预设值，则判断对所述补偿后的频率突发序列进行滤波的次数是否大于预设滤波门限值；

S405-2、在执行步骤S405-1的同时，保存所述当前检测到的连续的相位正常的符号个数和对应的检测位置，所述对应的检测位置为所述当前检测到的连续的相位正常的符号中最后一个相位正常的符号位置；之后，跳转至S403继续执行；

具体应用时，上述步骤S403-S405的一种实现方式为：定义一个变量n用于记录连续的相位正常的符号个数，并从所述频率突发序列中的第一个符号开始依次检测每个符号是否为相位正常的符号。当相邻符号的相角增加值在某个预设范围内时，例如在[0,π]内，将n的取值增加1；当相邻符号的相角增加值不在上述预设范围内时，将此时n的取值和检测位置j对应保存在预设数组array中，并将n的取值重新置0，并继续从检测位置j的下一个符号开始检测，直到n的取值大于第二预设值M(M∈[1,148])，也就是n=M+1时，停止检测。

S406、当对所述补偿后的频率突发序列进行滤波的次数不大于预设滤波门限值时，对所述补偿后的频率突发序列进行滤波，并对滤波后的频率突发序列根据过采用倍数K进行下采样,得到K个子集，跳转至S402继续执行；

所述滤波的初始带宽宽度由上述步骤S205中的周期T、过采样倍数K和FFT的采样点数N共同决定，如果选取滤波的中心频率为67.708KHz。那么，进行滤波时采用的滤波器的带宽可以取为[67708-K/NT，67708+K/NT]。所述预设滤波门限值可以为1。

需要说明的是，现有技术对频率突发符号进行噪声处理时，是针对所有的频率突发符号进行的，复杂度较高。而本发明实施例是通过上述步骤S403-S405对相位异变符号的检测后进行选择性滤波，若当前检测到的连续的相位正常的符号个数大于第二预设值，则可以确定所述连续的相位正常的符号为相位正常符号序列，此时无需再进行滤波操作，因而，可以降低实现的复杂度。

S407、当对所述补偿后的频率突发序列进行滤波的次数大于预设滤波门限值时，从已经保存的之前检测到的各个连续的相位正常的符号个数中获取符号个数的最大值及对应的检测位置；

S408、根据符号个数的最大值及对应的检测位置确定相位正常符号序列。

经过上述步骤S401-S408的操作后，可以得到一段相位正常符号序列，为了提高频率估计的精度，在进行频率估计之前，本发明实施例还会对位于所述相位正常符号序列两端的相位异变符号进行相位处理，具体实现如下：

本发明实施例的一种实施方式中，上述步骤104对所述补偿后的频率突发序列中位于所述相位正常符号序列两端的相位异变符号进行相位处理的一种实现方式如下：将所述相位正常符号序列之前位置的相位异变符号的符号值修改为所述相位异变符号之后位置的相位正常符号的符号值乘上（-j）；将所述相位正常符号序列之后位置的相位异变符号的符号值修改为所述相位异变符号之前位置的相位正常符号的符号值乘上（j）；所述相位正常符号序列中的各个相位正常符号的符号值保持不变。

本发明实施例的一种实施方式中，上述步骤104的另一种实现方式如下：将所述相位正常符号序列之前位置的相位异变符号的符号值修改为所述相位异变符号之后位置的相位正常符号的符号值乘上e^-jΔω；将所述相位正常符号序列之后位置的相位异变符号的符号值修改为所述相位异变符号之前位置的相位正常符号的符号值乘上e^jΔω，其中，e^jΔω为所述相位正常符号序列的相邻相位差均值；所述相位正常符号序列中的各个相位正常符号的符号值保持不变。

本发明实施例的一种实施方式中，上述步骤105利用进行相位处理后的频率突发序列计算精确频偏估计值的一种实现方式如下：

首先，根据计算第二频偏估计值，其中，为第二频偏估计值，fc为接收符号序列的中心频率，为接收符号序列的中心频率和第二频偏之和的估计值，且 $\hat{f}=\frac{1}{2\mathrm{\πT}}\arg \left[\mathrm{sum}\right],$ T为接收符号的周期， $\mathrm{sum}=\underset{i=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}z\left(i\right),$

，i=1～L,x(a)=e^jωa，x(a)为利用进行相位处理后的频率突发序列中的符号的符值，为相位角，γ为步骤S402中提取所述K个子集中的一个子集中所包含的符号个数，L表示进行相位处理后的频率突发序列中相邻符号进行共轭相乘的次数；

之后，计算所述第一频偏估计值和所述第二频偏估计值之和，所述第一频偏估计值和所述第二频偏估计值之和即为精确频偏估计值。

需要说明的是，上述计算精确频偏估计值的推导过程如下：

将利用进行相位处理后的频率突发序列中的符号的符值表示为如下x(a)：

x(a)=e^jωa                    (4)

其中，为相位角，为接收符号序列的中心频率和第二频偏之和的估计值，T为接收符号的周期。

对上述进行相位处理后的频率突发序列中相邻符号进行共轭相乘，具体表示如下：

$z\left(i\right)=\frac{1}{\mathrm{\γ}-L}\underset{a=i}{\overset{\mathrm{\γ}-L+i-1}{\mathrm{\Σ}}}{x}^{*}\left(a\right)x(a+1)$

(5)

$=\frac{1}{\mathrm{\γ}-L}\underset{a=i}{\overset{\mathrm{\γ}-L+i-1}{\mathrm{\Σ}}}{e}^{-\mathrm{j\ωa}}\·e^{\mathrm{j\ω}(a+1)}=e^{\mathrm{j\ω}}$ i=1~L

其中，γ为步骤S402中提取所述K个子集中的一个子集中所包含的符号个数，L表示进行相位处理后的频率突发序列中相邻符号进行共轭相乘的次数。

并对公式（5）所得的值进行求和，表示如下：

$\mathrm{sum}=\underset{i=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}z\left(i\right)=\underset{i=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{e}^{\mathrm{j\ω}}=L\·e^{\mathrm{j\ω}}---\left(6\right)$

则进一步得到，如下表达式：

$\hat{f}=\frac{1}{2\mathrm{\πT}}\arg \left[\mathrm{sum}\right]---\left(7\right)$

其中，为接收符号序列的中心频率和第二频偏之和的估计值，则第二频偏估计值为：

${\widehat{\mathrm{\Δf}}}_2=\hat{f}-f_c---\left(8\right)$

其中，f_c为接收符号序列的中心频率，从而得到精确频偏估计值为：

$\mathrm{\Δ}\hat{f}=\mathrm{\Δ}{\hat{f}}_1+\mathrm{\Δ}{\hat{f}}_2---\left(9\right)$

需要说明的是，上述计算得出的精确频偏估计值是基于上述步骤S402中从所述K个子集中提取出的一个子集的，进一步地，为了提高频偏估计的准确性，本发明实施例的一种实现方式中，还可以提取所述K个子集中的其他每一个子集，针对每一个子集都执行S403-S408、S104和S105，以得到利用K个子集分别计算出的精确频偏估计值，并计算利用K个子集分别计算出的精确频偏估计值的均值，将所述均值确定为最终的精确频偏估计值。

实施例2：

本发明实施例提供一种频偏估计装置，如图4所示，包括：

频率突发序列检测模块S11，用于利用接收符号的频域模值检测频率突发序列；

第一频偏估计补偿模块S12，利用所述频率突发序列计算第一频偏估计值，并根据所述第一频偏估计值对所述频率突发序列进行补偿；

相位正常符号序列提取模块S13，用于对所述补偿后的频率突发序列进行相位跃变符号检测，得到相位正常符号序列，所述相位正常符号序列为一段连续的相位正常的符号，所述相位正常的符号为一个符号的相位与其之前的相邻符号的相位符合线性增加特性，且相位增加值在预设范围内；

相位处理模块S14，用于对所述补偿后的频率突发序列中位于所述相位正常符号序列两端的相位异变符号进行相位处理；

精确频偏估计模块S15，用于利用进行相位处理后的频率突发序列计算精确频偏估计值。

本发明实施例中，利用接收符号的频域模值检测频率突发序列，由于频率通常不容易受噪声干扰，因此利用接收符号的频域模值作为检测到频率突发序列的依据，可以有效避免现有技术中当信噪比较低时，会出现大量的漏检的情况，提高了频偏估计的准确度。

并且，本发明实施例对所述补偿后的频率突发序列进行相位跃变符号检测和处理，进一步提高了频偏估计的准确度。

本发明实施例的一种实施方式中，如图5所示，所述频率突发序列检测模块S11的一种实现结构包括：

滑窗设置模块S21，用于在初始接收符号序列上设置滑窗，所述滑窗用于提取用于进行频率突发检测的接收符号序列;

FFT变换模块S22，用于对位于滑窗内的接收符号序列进行FFT变换，得到其频域的模值；

特定峰值比确定模块S23，用于计算当前的所述滑窗内的接收符号序列的频域模值的特定峰值比，所述特定峰值比包括峰均比或者最高峰值与第二高峰值之比，所述峰均比为当前的所述滑窗内的接收符号序列进行FFT变化后得到的接收符号序列的频域模值的最高峰值和均值之比，所述最高峰值与第二高峰值之比为当前的所述滑窗内的接收符号序列进行FFT变化后得到的频域模值的最高峰值和第二高峰值之比；

频率突发判定模块S24，用于在当前的所述滑窗内的接收符号序列的频域模值的特定峰值比大于或者等于第一预设门限值时，确定检测到频率突发，所述滑窗内的接收符号序列即为频率突发序列的一部分；

滑窗移动模块S25，用于在当前的所述滑窗内的接收符号序列的频域模值的特定峰值比小于第一预设门限值时，将所述滑窗在初始接收符号序列上按照预设步长滑动至下一检测位置，并重新从FFT变换模块S22开始执行，直到确定检测到频率突发。。

本发明实施例的一种实施方式中，如图6所示，所述相位正常符号序列提取模块S13的一种实现结构包括：

下采样模块S41，用于对所述补偿后的频率突发序列根据过采样倍数K进行下采样,得到K个子集；

提取模块S42，用于提取所述K个子集中的一个子集；

检测模块S43，用于检测所述一个子集中连续的相位正常的符号个数，所述相位正常的符号为一个符号的相位与其之前的相邻符号的相位符合线性增加特性，且相位增加值在预设范围内；

第一判定模块S44，用于若当前检测到的连续的相位正常的符号个数大于第二预设值，则确定所述连续的相位正常的符号为相位正常符号序列；

第二判定模块S45-1，用于若当前检测到的所述连续的相位正常的符号个数不大于第二预设值，则判断对所述补偿后的频率突发序列进行滤波的次数是否大于预设滤波门限值；

保存模块S45-2，用于在第二判定模块S45-1执行判断对所述补偿后的频率突发序列进行滤波的次数是否大于预设滤波门限值的同时，保存所述当前检测到的连续的相位正常的符号个数和对应的检测位置，所述对应的检测位置为所述当前检测到的连续的相位正常的符号中最后一个相位正常的符号位置；之后，跳转至检测模块S43继续执行；

滤波模块S46，用于当对所述补偿后的频率突发序列进行滤波的次数不大于预设滤波门限值时，对所述补偿后的频率突发序列进行滤波，并对滤波后的频率突发序列根据过采样倍数K进行下采样,得到K个子集，跳转至提取模块S42继续执行；

获取模块S47，用于当对所述补偿后的频率突发序列进行滤波的次数大于预设滤波门限值时，从已经保存的之前检测到的各个连续的相位正常的符号个数中获取符号个数的最大值及对应的检测位置；

确定模块S48，用于根据符号个数的最大值及对应的检测位置确定相位正常符号序列。

本发明实施例的一种实施方式中，所述相位处理模块S14具体用于将所述相位正常符号序列之前位置的相位异变符号的符号值修改为所述相位异变符号之后位置的相位正常符号的符号值乘上（-j）；将所述相位正常符号序列之后位置的相位异变符号的符号值修改为所述相位异变符号之前位置的相位正常符号的符号值乘上（j）；所述相位正常符号序列中的各个相位正常符号的符号值保持不变。

本发明实施例的另一种实施方式中，所述相位处理模块S14具体用于将所述相位正常符号序列之前位置的相位异变符号的符号值修改为所述相位异变符号之后位置的相位正常符号的符号值乘上e^-jΔω；将所述相位正常符号序列之后位置的相位异变符号的符号值修改为所述相位异变符号之前位置的相位正常符号的符号值乘上e^jΔω，其中，e^jΔω为所述相位正常符号序列的相邻相位差均值；所述相位正常符号序列中的各个相位正常符号的符号值保持不变。

本发明实施例的一种实施方式中，所述精确频偏估计模块S15具体用于根据计算第二频偏估计值，其中，为第二频偏估计值，f_c为接收符号序列的中心频率，为接收符号序列的中心频率和第二频偏之和的估计值，且 $\hat{f}=\frac{1}{2\mathrm{\πT}}\arg \left[\mathrm{sum}\right],$ T为接收符号的周期， $\mathrm{sum}=\underset{i=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}z\left(i\right),$ ，i=1～L,x(a)=e^jωa，x(a)为利用进行相位处理后的频率突发序列中的符号的符值，为相位角，γ为提取模块S42中提取所述K个子集中的一个子集中所包含的符号个数，L表示进行相位处理后的频率突发序列中相邻符号进行共轭相乘的次数；计算所述第一频偏估计值和所述第二频偏估计值之和，所述第一频偏估计值和所述第二频偏估计值之和即为精确频偏估计值。

本发明实施例适用于利用全0导频序列进行载波频偏估计的通信系统，包括但不局限于GSM系统。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中，如计算机的软盘，硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的方法。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种频偏估计的方法，其特征在于，包括：

S101、利用接收符号的频域模值检测频率突发序列；

S102、利用所述频率突发序列计算第一频偏估计值，并根据所述第一频偏估计值对所述频率突发序列进行补偿；

S103、对所述补偿后的频率突发序列进行相位跃变符号检测，得到相位正常符号序列，所述相位正常符号序列为一段连续的相位正常的符号，所述相位正常符号序列所包括的相位正常符号的数量，为大于第二预设值M的整数，所述相位正常的符号为一个符号的相位与其之前的相邻符号的相位符合线性增加特性，且相位增加值在预设范围内；

S104、对所述补偿后的频率突发序列中位于所述相位正常符号序列两端的相位异变符号进行相位处理；

S105、利用进行相位处理后的频率突发序列计算精确频偏估计值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用接收符号的频域模值检测频率突发序列包括:

S201、在初始接收符号序列上设置滑窗，所述滑窗用于提取用于进行频率突发检测的接收符号序列；

S202、对位于滑窗内的接收符号序列进行FFT变换，得到接收符号序列的频域模值；

S203、计算当前的所述滑窗内的接收符号序列的频域模值的特定峰值比，所述特定峰值比包括峰均比或者最高峰值与第二高峰值之比，所述峰均比为当前的所述滑窗内的接收符号序列进行FFT变化后得到的接收符号序列的频域模值的最高峰值和均值之比，所述最高峰值与第二高峰值之比为当前的所述滑窗内的接收符号序列进行FFT变化后得到的接收符号序列的频域模值的最高峰值和第二高峰值之比；

S204、在当前的所述滑窗内的接收符号序列的频域模值的特定峰值比大于或者等于第一预设门限值时，确定检测到频率突发，所述滑窗内的接收符号序列即为频率突发序列的一部分；

S205、在当前的所述滑窗内的接收符号序列的频域模值的特定峰值比小于第一预设门限值时，将所述滑窗在初始接收符号序列上按照预设步长滑动至下一检测位置，并重新从步骤S202开始执行，直到确定检测到频率突发。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在当前的所述滑窗内的接收符号序列的频域模值的特定峰值比大于或者等于第一预设门限值时，确定检测到频率突发之后，还包括：

将所述滑窗在初始接收符号序列上按照预设步长滑动至下一检测位置，并重新从步骤S202开始执行，直到连续预设次数的滑窗内均检测到频率突发；

当连续预设次数的滑窗内均检测到频率突发时，最终确定检测到频率突发。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述补偿后的频率突发序列进行相位跃变符号检测，得到相位正常符号序列包括：

S401、对所述补偿后的频率突发序列根据过采样倍数K进行下采样,得到K个子集；

S402、提取所述K个子集中的一个子集；

S403、检测所述一个子集中连续的相位正常的符号个数，所述相位正常的符号为一个符号的相位与其之前的相邻符号的相位符合线性增加特性，且相位增加值在所述预设范围内；

S404、若当前检测到的连续的相位正常的符号个数大于所述第二预设值，则确定所述连续的相位正常的符号为相位正常符号序列；

S405-1、若当前检测到的所述连续的相位正常的符号个数不大于所述第二预设值，则判断对所述补偿后的频率突发序列进行滤波的次数是否大于预设滤波门限值；

S405-2、在执行步骤S405-1的同时，保存所述当前检测到的连续的相位正常的符号个数和对应的检测位置，所述对应的检测位置为所述当前检测到的连续的相位正常的符号中最后一个相位正常的符号位置；之后，跳转至S403继续执行；

S406、当对所述补偿后的频率突发序列进行滤波的次数不大于预设滤波门限值时，对所述补偿后的频率突发序列进行滤波，并对滤波后的频率突发序列根据过采样倍数K进行下采样,得到K个子集，跳转至S402继续执行；

S407、当对所述补偿后的频率突发序列进行滤波的次数大于预设滤波门限值时，从已经保存的之前检测到的各个连续的相位正常的符号个数中获取符号个数的最大值及对应的检测位置；

S408、根据符号个数的最大值及对应的检测位置确定相位正常符号序列。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述补偿后的频率突发序列中位于所述相位正常符号序列两端的相位异变符号进行相位处理包括：

将所述相位正常符号序列之前位置的相位异变符号的符号值修改为所述相位异变符号之后位置的相位正常符号的符号值乘上(-j)；

将所述相位正常符号序列之后位置的相位异变符号的符号值修改为所述相位异变符号之前位置的相位正常符号的符号值乘上(j)；

所述相位正常符号序列中的各个相位正常符号的符号值保持不变。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述补偿后的频率突发序列中位于所述相位正常符号序列两端的相位异变符号进行相位处理包括：

将所述相位正常符号序列之前位置的相位异变符号的符号值修改为所述相位异变符号之后位置的相位正常符号的符号值乘上e^-jΔω；

将所述相位正常符号序列之后位置的相位异变符号的符号值修改为所述相位异变符号之前位置的相位正常符号的符号值乘上e^jΔω，其中，e^jΔω为所述相位正常符号序列的相邻相位差均值；

所述相位正常符号序列中的各个相位正常符号的符号值保持不变。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，利用进行相位处理后的频率突发序列计算精确频偏估计值包括：

根据计算第二频偏估计值，其中，为第二频偏估计值，f_c为接收符号序列的中心频率，为接收符号序列的中心频率和第二频偏之和的估计值，且 $\hat{f}=\frac{1}{2\mathrm{\πT}}\arg \left[\mathrm{sum}\right],$ T为接收符号的周期， $\mathrm{sum}=\underset{i=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}z\left(i\right),$

$z\left(i\right)=\frac{1}{\mathrm{\γ}-L}\underset{a=i}{\overset{\mathrm{\γ}-L+i-1}{\mathrm{\Σ}}}{x}^{*}\left(a\right)x(a+1),$ i＝1～L,x(a)＝e^jωa，x(a)为进行相位处理后的频率突发序列中的符号的符值，为相位角，γ为步骤S402中提取所述K个子集中的一个子集中所包含的符号个数，L表示进行相位处理后的频率突发序列中相邻符号进行共轭相乘的次数；

计算所述第一频偏估计值和所述第二频偏估计值之和，所述第一频偏估计值和所述第二频偏估计值之和即为精确频偏估计值。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

提取所述K个子集中的其他每一个子集，针对每一个子集都执行S403-S408、S104和S105，以得到利用K个子集分别计算出的精确频偏估计值，并计算利用K个子集分别计算出的精确频偏估计值的均值，将所述均值确定为最终的精确频偏估计值。

9.一种频偏估计装置，其特征在于，包括：

频率突发序列检测模块S11，用于利用接收符号的频域模值检测频率突发序列；

第一频偏估计补偿模块S12，利用所述频率突发序列计算第一频偏估计值，并根据所述第一频偏估计值对所述频率突发序列进行补偿；

相位正常符号序列提取模块S13，用于对所述补偿后的频率突发序列进行相位跃变符号检测，得到相位正常符号序列，所述相位正常符号序列为一段连续的相位正常的符号，所述相位正常符号序列所包括的相位正常符号的数量，为大于第二预设值M的整数，所述相位正常的符号为一个符号的相位与其之前的相邻符号的相位符合线性增加特性，且相位增加值在预设范围内；

相位处理模块S14，用于对所述补偿后的频率突发序列中位于所述相位正常符号序列两端的相位异变符号进行相位处理；

精确频偏估计模块S15，用于利用进行相位处理后的频率突发序列计算精确频偏估计值。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述频率突发序列检测模块S11包括：

滑窗设置模块S21，用于在初始接收符号序列上设置滑窗，所述滑窗用于提取用于进行频率突发检测的接收符号序列；

FFT变换模块S22，用于对位于滑窗内的接收符号序列进行FFT变换，得到其频域的模值；

特定峰值比确定模块S23，用于计算当前的所述滑窗内的接收符号序列的频域模值的特定峰值比，所述特定峰值比包括峰均比或者最高峰值与第二高峰值之比，所述峰均比为当前的所述滑窗内的接收符号序列进行FFT变化后得到的接收符号序列的频域模值的最高峰值和均值之比，所述最高峰值与第二高峰值之比为当前的所述滑窗内的接收符号序列进行FFT变化后得到的频域模值的最高峰值和第二高峰值之比；

频率突发判定模块S24，用于在当前的所述滑窗内的接收符号序列的频域模值的特定峰值比大于或者等于第一预设门限值时，确定检测到频率突发，所述滑窗内的接收符号序列即为频率突发序列的一部分；

滑窗移动模块S25，用于在当前的所述滑窗内的接收符号序列的频域模值的特定峰值比小于第一预设门限值时，将所述滑窗在初始接收符号序列上按照预设步长滑动至下一检测位置，并重新从FFT变换模块S22开始执行，直到确定检测到频率突发。

11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述相位正常符号序列提取模块13包括：

下采样模块S41，用于对所述补偿后的频率突发序列根据过采样倍数K进行下采样,得到K个子集；

提取模块S42，用于提取所述K个子集中的一个子集；

检测模块S43，用于检测所述一个子集中连续的相位正常的符号个数，所述相位正常的符号为一个符号的相位与其之前的相邻符号的相位符合线性增加特性，且相位增加值在所述预设范围内；

第一判定模块S44，用于若当前检测到的连续的相位正常的符号个数大于所述第二预设值，则确定所述连续的相位正常的符号为相位正常符号序列；

第二判定模块S45-1，用于若当前检测到的所述连续的相位正常的符号个数不大于所述第二预设值，则判断对所述补偿后的频率突发序列进行滤波的次数是否大于预设滤波门限值；

保存模块S45-2，用于在第二判定模块S45-1执行判断对所述补偿后的频率突发序列进行滤波的次数是否大于预设滤波门限值的同时，保存所述当前检测到的连续的相位正常的符号个数和对应的检测位置，所述对应的检测位置为所述当前检测到的连续的相位正常的符号中最后一个相位正常的符号位置；之后，跳转至检测模块S43继续执行；

滤波模块S46，用于当对所述补偿后的频率突发序列进行滤波的次数不大于预设滤波门限值时，对所述补偿后的频率突发序列进行滤波，并对滤波后的频率突发序列根据过采样倍数K进行下采样,得到K个子集，跳转至提取模块S42继续执行；

获取模块S47，用于当对所述补偿后的频率突发序列进行滤波的次数大于预设滤波门限值时，从已经保存的之前检测到的各个连续的相位正常的符号个数中获取符号个数的最大值及对应的检测位置；

确定模块S48，用于根据符号个数的最大值及对应的检测位置确定相位正常符号序列。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述相位处理模块14具体用于将所述相位正常符号序列之前位置的相位异变符号的符号值修改为所述相位异变符号之后位置的相位正常符号的符号值乘上(-j)；将所述相位正常符号序列之后位置的相位异变符号的符号值修改为所述相位异变符号之前位置的相位正常符号的符号值乘上(j)；所述相位正常符号序列中的各个相位正常符号的符号值保持不变。

13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述相位处理模块14具体用于将所述相位正常符号序列之前位置的相位异变符号的符号值修改为所述相位异变符号之后位置的相位正常符号的符号值乘上e^-jΔω；将所述相位正常符号序列之后位置的相位异变符号的符号值修改为所述相位异变符号之前位置的相位正常符号的符号值乘上e^jΔω，其中，e^jΔω为所述相位正常符号序列的相邻相位差均值；所述相位正常符号序列中的各个相位正常符号的符号值保持不变。

14.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，所述精确频偏估计模块15具体用于根据计算第二频偏估计值，其中，为第二频偏估计值，f_c为接收符号序列的中心频率，为接收符号序列的中心频率和第二频偏之和的估计值，且T为接收符号的周期，

$z\left(i\right)=\frac{1}{\mathrm{\γ}-L}\underset{a=i}{\overset{\mathrm{\γ}-L+i-1}{\mathrm{\Σ}}}{x}^{*}\left(a\right)x(a+1),$ i＝1～L,x(a)＝e^jωa，x(a)为利用进行相位处理后的频率突发序列中的符号的符值，为相位角，γ为提取模块S42中提取所述K个子集中的一个子集中所包含的符号个数，L表示进行相位处理后的频率突发序列中相邻符号进行共轭相乘的次数；计算所述第一频偏估计值和所述第二频偏估计值之和，所述第一频偏估计值和所述第二频偏估计值之和即为精确频偏估计值。