CN111064687A - 一种频率和相位补偿的方法及装置 - Google Patents

一种频率和相位补偿的方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111064687A
CN111064687A CN201911133307.8A CN201911133307A CN111064687A CN 111064687 A CN111064687 A CN 111064687A CN 201911133307 A CN201911133307 A CN 201911133307A CN 111064687 A CN111064687 A CN 111064687A
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase
frequency
time
domain signals
estimation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201911133307.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111064687B (zh
Inventor
沈洁
吕强
孙谦
朱连之
刘涛
宋博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Guodian Gaoke Technology Co ltd
Original Assignee
Beijing Guodian Gaoke Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Guodian Gaoke Technology Co ltd filed Critical Beijing Guodian Gaoke Technology Co ltd
Priority to CN201911133307.8A priority Critical patent/CN111064687B/zh
Publication of CN111064687A publication Critical patent/CN111064687A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111064687B publication Critical patent/CN111064687B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655—Synchronisation arrangements
    • H04L27/2657—Carrier synchronisation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/01—Reducing phase shift
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/1853—Satellite systems for providing telephony service to a mobile station, i.e. mobile satellite service
    • H04B7/18545—Arrangements for managing station mobility, i.e. for station registration or localisation
    • H04B7/18547—Arrangements for managing station mobility, i.e. for station registration or localisation for geolocalisation of a station
    • H04B7/1855—Arrangements for managing station mobility, i.e. for station registration or localisation for geolocalisation of a station using a telephonic control signal, e.g. propagation delay variation, Doppler frequency variation, power variation, beam identification
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/0014—Carrier regulation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/0014—Carrier regulation
    • H04L2027/0024—Carrier regulation at the receiver end
    • H04L2027/0026—Correction of carrier offset

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

本发明公开一种频率和相位补偿的方法及装置，用于针对多用户进行频率和相位补偿。该方法包括：对多个用户的复用时域信号进行傅里叶变换，得到所述多个用户对应的频域信号；确定所述多个用户对应的频域信号的频偏估计值，并针对每个用户通过滤波电路消除其他用户的频域信号干扰，叠加所述多个用户对应的频偏估计值得到频偏估计总值，通过所述频偏估计总值对所述多个用户对应的频域信号进行频率补偿；对所述多个用户进行频率补偿后的频域信号进行傅里叶反变换，得到所述多个用户对应的时域信号；确定所述多个用户对应的时域信号的相位估计值，利用所述相位估计值对所述多个用户对应的时域信号进行相位补偿。

Description

一种频率和相位补偿的方法及装置
技术领域
本发明涉及卫星通信技术领域，尤其涉及一种频率和相位补偿的方法及装置。
背景技术
在实际卫星通信中，由于收发双方振荡器的不稳定、信号传输过程中发生的多普勒频移、收发滤波器不匹配等多种原因导致信号的载波频率与接收机载波频率不一致，使接收的基带信号产生频偏，严重影响信号的解调性，必须加以消除。
现有的频偏纠正技术，主要应用于地面通信系统，只针对单用户进行频偏纠正，过程较为简单，但是由于卫星通信中会产生较大的多普勒频偏和相位偏移，难以利用现有的频偏纠正技术精确估计和纠正卫星通信中的频偏和相偏，并且现有方案未考虑多用户情况。
发明内容
本发明提供一种频率和相位补偿的方法及装置，用于为卫星通信过程中产生的频偏和相偏进行精确估计，并针对多用户进行频率和相位补偿。
第一方面，本发明提供一种频率和相位补偿的方法，该方法包括：
对多个用户的复用时域信号进行傅里叶变换，得到所述多个用户对应的频域信号；
确定所述多个用户对应的频域信号的频偏估计值，并针对每个用户通过滤波电路消除其他用户的频域信号干扰，叠加所述多个用户对应的频偏估计值得到频偏估计总值，通过所述频偏估计总值对所述多个用户对应的频域信号进行频率补偿；
对所述多个用户进行频率补偿后的频域信号进行傅里叶反变换，得到所述多个用户对应的时域信号；
确定所述多个用户对应的时域信号的相位估计值，利用所述相位估计值对所述多个用户对应的时域信号进行相位补偿。
作为一种可选的实施方式，确定所述多个用户对应的频域信号的频偏估计值，包括：
利用短时延的自相关函数和长时延的自相关函数分别对所述每个用户对应的频域信号进行频偏估计，得到各自对应的频偏估计值；
根据所述各自对应的频偏估计值确定所述频偏估计值；
其中，所述短时延为长度小于预设值的时延，所述长时延为长度不小于所述预设值的时延，所述预设值是根据所述每个用户对应的频域信号的调制方式确定的。
作为一种可选的实施方式，确定所述多个用户对应的时域信号的相位估计值，包括：
计算突发时间内的所述每个用户对应的时域信号的载波相位，所述突发时间为突发信号传输所用的时间；
利用最大似然估计算法，对所述突发时间内的载波相位进行相位估计，得到相位补偿值。
作为一种可选的实施方式，对所述突发时间内的载波相位进行相位估计，包括：
若所述突发时间小于预设时间，则对所述突发时间内的载波相位进行一次相位估计；
若所述突发时间不小于预设时间，则对所述突发时间分段，对每段突发时间内的载波相位进行一次相位估计。
作为一种可选的实施方式，对每段突发时间内的载波相位进行一次相位估计，包括：
若在当前段突发时间内未发生相位跳变，则根据所述每个用户对应的时域信号的调制方式确定的相位估计值，与上一段突发时间内的相位估计值确定当前段突发时间内的相位估计值；
若在当前段突发时间内发生相位跳变，则根据上一段突发时间内的相位估计值确定当前段突发时间内的相位估计值。
第二方面，本发明提供一种频率和相位补偿的装置，该装置包括：多用户频域处理模块、频率补偿模块、多用户时域处理模块、相位补偿模块，其中：
所述多用户频域处理模块，用于对多个用户的复用时域信号进行傅里叶变换，得到所述多个用户对应的频域信号；
所述频率补偿模块，用于确定所述多个用户对应的频域信号的频偏估计值，并针对每个用户通过滤波电路消除其他用户的频域信号干扰，叠加所述多个用户对应的频偏估计值得到频偏估计总值，通过所述频偏估计总值对所述多个用户对应的频域信号进行频率补偿；
所述多用户时域处理模块，用于对所述多个用户进行频率补偿后的频域信号进行傅里叶反变换，得到所述多个用户对应的时域信号；
所述相位补偿模块，用于确定所述多个用户对应的时域信号的相位估计值，利用所述相位估计值对所述多个用户对应的时域信号进行相位补偿。
作为一种可选的实施方式，所述频率补偿模块具体用于：
利用短时延的自相关函数和长时延的自相关函数分别对所述每个用户对应的频域信号进行频偏估计，得到各自对应的频偏估计值；
根据所述各自对应的频偏估计值确定所述频偏估计值；
其中，所述短时延为长度小于预设值的时延，所述长时延为长度不小于所述预设值的时延，所述预设值是根据所述每个用户对应的频域信号的调制方式确定的。
作为一种可选的实施方式，所述相位补偿模块具体用于：
计算突发时间内的所述每个用户对应的时域信号的载波相位，所述突发时间为突发信号传输所用的时间；
利用最大似然估计算法，对所述突发时间内的载波相位进行相位估计，得到相位补偿值。
作为一种可选的实施方式，所述相位补偿模块具体用于：
若所述突发时间小于预设时间，则对所述突发时间内的载波相位进行一次相位估计；
若所述突发时间不小于预设时间，则对所述突发时间分段，对每段突发时间内的载波相位进行一次相位估计。
作为一种可选的实施方式，所述相位补偿模块具体用于：
若在当前段突发时间内未发生相位跳变，则根据所述每个用户对应的时域信号的调制方式确定的相位估计值，与上一段突发时间内的相位估计值确定当前段突发时间内的相位估计值；
若在当前段突发时间内发生相位跳变，则根据上一段突发时间内的相位估计值确定当前段突发时间内的相位估计值。
第三方面，本发明提供一种频率和相位补偿的设备，该设备包括：处理器以及存储器，其中，所述存储器存储有程序代码，当所述程序代码被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：
对多个用户的复用时域信号进行傅里叶变换，得到所述多个用户对应的频域信号；
确定所述多个用户对应的频域信号的频偏估计值，并针对每个用户通过滤波电路消除其他用户的频域信号干扰，叠加所述多个用户对应的频偏估计值得到频偏估计总值，通过所述频偏估计总值对所述多个用户对应的频域信号进行频率补偿；
对所述多个用户进行频率补偿后的频域信号进行傅里叶反变换，得到所述多个用户对应的时域信号；
确定所述多个用户对应的时域信号的相位估计值，利用所述相位估计值对所述多个用户对应的时域信号进行相位补偿。
作为一种可能的实施方式，确定所述多个用户对应的频域信号的频偏估计值，包括：
利用短时延的自相关函数和长时延的自相关函数分别对所述每个用户对应的频域信号进行频偏估计，得到各自对应的频偏估计值；
根据所述各自对应的频偏估计值确定所述频偏估计值；
其中，所述短时延为长度小于预设值的时延，所述长时延为长度不小于所述预设值的时延，所述预设值是根据所述每个用户对应的频域信号的调制方式确定的。
作为一种可能的实施方式，确定所述多个用户对应的时域信号的相位估计值，包括：
计算突发时间内的所述每个用户对应的时域信号的载波相位，所述突发时间为突发信号传输所用的时间；
利用最大似然估计算法，对所述突发时间内的载波相位进行相位估计，得到相位补偿值。
作为一种可能的实施方式，对所述突发时间内的载波相位进行相位估计，包括：
若所述突发时间小于预设时间，则对所述突发时间内的载波相位进行一次相位估计；
若所述突发时间不小于预设时间，则对所述突发时间分段，对每段突发时间内的载波相位进行一次相位估计。
作为一种可能的实施方式，对每段突发时间内的载波相位进行一次相位估计，包括：
若在当前段突发时间内未发生相位跳变，则根据所述每个用户对应的时域信号的调制方式确定的相位估计值，与上一段突发时间内的相位估计值确定当前段突发时间内的相位估计值；
若在当前段突发时间内发生相位跳变，则根据上一段突发时间内的相位估计值确定当前段突发时间内的相位估计值。
第四方面，本发明提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述第一方面所述方法的步骤。
本发明提供的一种频率和相位补偿的方法及装置，具有以下有益效果：
能够针对卫星通信中产生较大的多普勒频偏和相位偏移，对多用户在卫星通信过程中传输的信号进行频率和相位补偿。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种频率和相位补偿的方法流程图；
图2A为本发明实施例提供的一种对多个用户对应的信号进行频率补偿的实施流程图；
图2B为本发明实施例提供的一种对多个用户对应的信号进行相位补偿的实施流程图；
图3A为本发明实施例提供的一种进行频率补偿的具体实施流程图；
图3B为本发明实施例提供的一种进行相位补偿的具体实施流程图；
图4为本发明实施例提供的一种频率和相位补偿的装置示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种频率和相位补偿的装置示意图；
图6为本发明实施例提供的一种多个用户的复用时域信号的预处理装置示意图；
图7为本发明实施例提供的一种频率和相位补偿的设备示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
由于现有的频率和相位补偿的技术主要应用于地面通信系统，且针对单用户进行单用户通信过程中的频率和相位补偿，但卫星通信系统不同与地面通信系统，由于卫星通信过程中会产生较大的多普勒频偏和相位偏移，难以利用现有的频率和相位补偿技术精确估计卫星通信过程中产生的频偏和相偏，也无法解决多用户在卫星通信过程中如何进行频率和相位补偿的问题。
为了解决上述技术问题，本实施例提出了一种频率和相位补偿的方法，应用于卫星移动通信系统，针对多用户的频率和相位补偿的方法，如图1所示，该方法具体实施流程如下：
步骤100、对多个用户的复用时域信号进行傅里叶变换，得到所述多个用户对应的频域信号；
实施中，该多个用户的信号可以是通过时分复用或频分复用的方法进行复用后得到的一个复用时域信号，在对该复用时域信号进行傅里叶变换之前，还包括对接收的包含多个用户的卫星信号进行如下解调处理：
将通过AD(模拟信号转换为数字信号)采样后的信号进行下变频处理，将该接收的卫星信号变频到基带信号，对该基带信号进行匹配滤波，对滤波后的信号采用定时误差估计算法估计出定时误差，并进行内插处理，获得位同步后的所述复用时域信号；
将该复用时域信号存储在RAM中，同时在RAM中存储位同步信号bit_syn，所述位同步信号用于信号的同步处理。
对存储在RAM中的多个用户的复用时域信号进行傅里叶变换，将该复用时域信号变换到频域，对该多个用户的复用时域信号进行解复用，得到多个用户对应的频域信号，即一个用户对应一个频域信号。
实施中，该傅里叶变换的处理可以通过FPGA(现场可编程逻辑门阵列)或DSP(数字信号处理)芯片来实施。
步骤101、确定所述多个用户对应的频域信号的频偏估计值，并针对每个用户通过滤波电路消除其他用户的频域信号干扰，叠加所述多个用户对应的频偏估计值得到频偏估计总值，通过所述频偏估计总值对所述多个用户对应的频域信号进行频率补偿；
可选的，确定所述多个用户对应的频域信号的频偏估计值，包括：
利用短时延的自相关函数和长时延的自相关函数分别对所述每个用户对应的频域信号进行频偏估计，得到各自对应的频偏估计值；
根据所述各自对应的频偏估计值确定所述频偏估计值；
其中，所述短时延为长度小于预设值的时延，所述长时延为长度不小于所述预设值的时延，所述预设值是根据所述每个用户对应的频域信号的调制方式确定的。
通过上述方法对所述多个用户对应的频域信号同时进行频偏估计后，由于多个用户同时进行频偏估计时，可能由于多个信号相互之间产生的信号干扰，针对每个用户通过滤波电路消除其他用户的频域信号干扰，得到消除干扰后的频偏估计值，叠加所述多个用户对应的消除干扰后的频偏估计值得到频偏估计总值，即同时得打多个用户的频偏估计总值，为了进行频率补偿，一个用户对应一个频偏估计总值，利用该频偏估计总值对该用户对应的频域信号进行频率补偿，最终，能够同时针对多个用户，对多个用户分别对应的频域信号进行频率补偿。
步骤102、对所述多个用户进行频率补偿后的频域信号进行傅里叶反变换，得到所述多个用户对应的时域信号；
实施中，同时对所述多个用户进行频率补偿后的频域信号并行进行傅里叶反变换，能够同时得到所述多个用户分别对应的时域信号。
步骤103、确定所述多个用户对应的时域信号的相位估计值，利用所述相位估计值对所述多个用户对应的时域信号进行相位补偿。
实施中，确定所述多个用户对应的时域信号的相位估计值，包括：
计算突发时间内的所述每个用户对应的时域信号的载波相位，所述突发时间为突发信号传输所用的时间；
利用最大似然估计算法，对所述突发时间内的载波相位进行相位估计，得到相位补偿值。
可选的，对所述突发时间内的载波相位进行相位估计，包括：
若所述突发时间小于预设时间，则对所述突发时间内的载波相位进行一次相位估计；
若所述突发时间不小于预设时间，则对所述突发时间分段，对每段突发时间内的载波相位进行一次相位估计。
可选的，对每段突发时间内的载波相位进行一次相位估计，包括：
若在当前段突发时间内未发生相位跳变，则根据所述每个用户对应的时域信号的调制方式确定的相位估计值，与上一段突发时间内的相位估计值确定当前段突发时间内的相位估计值；
若在当前段突发时间内发生相位跳变，则根据上一段突发时间内的相位估计值确定当前段突发时间内的相位估计值。
在一种可能的实施方式中，若在当前段突发时间内未发生相位跳变，且相位超过π/4，相位偏移小于π/2，说明此时相位滞后，则对当前段突发时间内相位加π；
若在当前段突发时间内未发生相位跳变，且相位未超过π/4，相位偏移不小于π/2，说明此时相位超前，则对当前段突发时间内相位减π。
作为一种可选的实施方式，将所述多个用户的复用时域信号、所述多个用户对应的频偏估计值、所述多个用户对应的时域信号的相位估计值通过随机存取存储器RAM进行存储，以降低进行频率和相位补偿过程中产生的时延。
如图2A所示，对多个用户对应的信号进行频率补偿的具体步骤如下：
步骤200、从RAM中读取多个用户对应的频域信号；
步骤201、对多个用户的复用时域信号进行傅里叶变换，得到所述多个用户对应的频域信号；
步骤202、利用短时延的自相关函数对所述每个用户对应的频域信号进行频偏粗估计，得到对应的频偏粗估值；
步骤203、利用长时延的自相关函数对所述每个用户对应的频域信号进行频偏细估计，得到对应的频偏细估值；
步骤204、根据所述频偏粗估值和频偏细估值，得到每个用户对应的频域信号的频偏估计值；
步骤205、针对每个用户通过滤波电路消除其他用户的频域信号干扰；
步骤206、叠加所述多个用户对应的频偏估计值得到频偏估计总值；
步骤207、通过所述频偏估计总值对所述多个用户对应的频域信号进行频率补偿。
如图2B所示，对多个用户对应的信号进行相位补偿的具体实施步骤如下：
步骤208、对所述多个用户进行频率补偿后的频域信号进行傅里叶反变换，得到所述多个用户对应的时域信号；
步骤209、计算突发时间内的所述每个用户对应的时域信号的载波相位，所述突发时间为突发信号传输所用的时间；
步骤210、判断所述突发时间是否小于预设时间，若是执行步骤211，否则执行步骤212；
步骤211、对所述突发时间内的载波相位进行一次相位估计；
步骤212、对所述突发时间分段，对每段突发时间内的载波相位进行一次相位估计得到相位估计值；
步骤213、判断当前段突发时间内是否发生相位跳变，若是执行步骤214，否则执行步骤215；
步骤214、根据上一段突发时间内的相位估计值确定当前段突发时间内的相位估计值；
步骤215、根据所述每个用户对应的时域信号的调制方式确定的相位估计值，与上一段突发时间内的相位估计值确定当前段突发时间内的相位估计值。
如图3A所示，针对一个用户进行频率补偿的具体实施步骤如下：
步骤301、从RAM中读取该用户对应的频域信号；
该频域信号为一个信号序列，如下所示：
I_dat(1)+j*Q_dat(1)；
I_dat(2)+j*Q_dat(2)；
……
I_dat(ii)+j*Q_dat(ii)。
步骤302、对该频域信号序列去调制；
得到如下序列：
squar(1)＝[I_dat(1)+j*Q_dat(1)]2；
squar(2)＝[I_dat(2)+j*Q_dat(2)]2；
……
squar(ii)＝[I_dat(ii)+j*Q_dat(ii)]2。
步骤303、计算去调制后的信号序列的短时延k＝1的自相关函数；
根据如下公式计算，其中，N为序列长度；
Figure BDA0002278924280000111
步骤304、利用短时延的自相关函数对该信号序列进行频偏粗估计；
频偏粗估值通过如下公式计算：
Figure BDA0002278924280000112
其中，sampRat表示采样速率。
步骤305、计算去调制后的信号序列的长时延k＝l的自相关函数；
其中，
Figure BDA0002278924280000113
Figure BDA0002278924280000121
步骤306、利用长时延的自相关函数对该信号序列进行频偏细估计；
频偏细估值通过如下公式计算：
Figure BDA0002278924280000122
l决定了频偏估计的精度，
Figure BDA0002278924280000123
时估计精度最高，l越小估计精度越低，但频偏细估计的剩余频差范围越小，当信噪比较低时，频偏粗估计的误差有可能大于频偏细估计的范围，反而会导致估计精度变低，因此，信噪比较低时，要适当减小l值。
步骤307、根据频偏粗估值和频偏细估值确定频偏估计值；
计算公式如下：
Figure BDA0002278924280000124
步骤308、通过所述频偏估计值进行频偏纠正；
公式如下：
revise_freq(ii)＝[I_dat(ii)+Q_dat(ii)]e-j2πii*freq_est/sampRat。
通过上述步骤进行频率补偿后，若突发时间不小于预设时间，则对所述突发时间分段，对每段突发时间内的载波相位进行一次相位估计，如图3B所示，具体实施步骤如下：
步骤309、对频偏纠正后的数据进行非线性运算并求和；
公式如下：
Figure BDA0002278924280000125
步骤310、对每段突发时间内的载波相位进行一次相位估计；
相位估计公式如下：
phas_est＝arctan2(imag(sum),real(sum))/2。
步骤311、若在当前段突发时间内未发生相位跳变，且相位超过π/4，相位偏移小于π/2，说明此时相位滞后，则对当前段突发时间内估计的相位加π；
步骤312、若在当前段突发时间内未发生相位跳变，且相位未超过π/4，相位偏移不小于π/2，说明此时相位超前，则对当前段突发时间内估计的相位减π；
步骤313、若在当前段突发时间内发生相位跳变，则根据上一段突发时间内的相位估计值确定当前段突发时间内的相位估计值。
基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种频率和相位补偿的装置，由于该装置即是本发明实施例中的方法中的装置，并且该设备解决问题的原理与该方法相似，因此该装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
如图4所示，该装置包括：多用户频域处理模块400、频率补偿模块401、多用户时域处理模块402、相位补偿模块403，其中：
所述多用户频域处理模块400，用于对多个用户的复用时域信号进行傅里叶变换，得到所述多个用户对应的频域信号；
所述频率补偿模块401，用于确定所述多个用户对应的频域信号的频偏估计值，并针对每个用户通过滤波电路消除其他用户的频域信号干扰，叠加所述多个用户对应的频偏估计值得到频偏估计总值，通过所述频偏估计总值对所述多个用户对应的频域信号进行频率补偿；
所述多用户时域处理模块402，用于对所述多个用户进行频率补偿后的频域信号进行傅里叶反变换，得到所述多个用户对应的时域信号；
所述相位补偿模块403，用于确定所述多个用户对应的时域信号的相位估计值，利用所述相位估计值对所述多个用户对应的时域信号进行相位补偿。
作为一种可选的实施方式，所述频率补偿模块401具体用于：
利用短时延的自相关函数和长时延的自相关函数分别对所述每个用户对应的频域信号进行频偏估计，得到各自对应的频偏估计值；
根据所述各自对应的频偏估计值确定所述频偏估计值；
其中，所述短时延为长度小于预设值的时延，所述长时延为长度不小于所述预设值的时延，所述预设值是根据所述每个用户对应的频域信号的调制方式确定的。
作为一种可选的实施方式，所述相位补偿模块403具体用于：
计算突发时间内的所述每个用户对应的时域信号的载波相位，所述突发时间为突发信号传输所用的时间；
利用最大似然估计算法，对所述突发时间内的载波相位进行相位估计，得到相位补偿值。
作为一种可选的实施方式，所述相位补偿模块403具体用于：
若所述突发时间小于预设时间，则对所述突发时间内的载波相位进行一次相位估计；
若所述突发时间不小于预设时间，则对所述突发时间分段，对每段突发时间内的载波相位进行一次相位估计。
作为一种可选的实施方式，所述相位补偿模块403具体用于：
若在当前段突发时间内未发生相位跳变，则根据所述每个用户对应的时域信号的调制方式确定的相位估计值，与上一段突发时间内的相位估计值确定当前段突发时间内的相位估计值；
若在当前段突发时间内发生相位跳变，则根据上一段突发时间内的相位估计值确定当前段突发时间内的相位估计值。
如图5所示，本实施例还提供一种多用户并行频率和相位补偿的装置，包括：多用户频域处理模块FFT500、多个频偏粗估模块501、多个频偏细估模块502、多个干扰消除模块503、多个叠加模块504、多个频率补偿模块505、多个多用户时域处理模块IFFT506、多个相位补偿模块507，其中：
多用户频域处理模块FFT500，用于对多个用户的复用时域信号进行傅里叶变换，得到所述多个用户对应的频域信号；
频偏粗估模块501，用于利用短时延的自相关函数对所述每个用户对应的频域信号进行频偏估计；
频偏细估模块502，用于利用长时延的自相关函数对所述每个用户对应的频域信号进行频偏估计；
干扰消除模块503，用于针对每个用户通过滤波电路消除其他用户的频域信号干扰；
叠加模块504，用于叠加所述多个用户对应的频偏估计值得到频偏估计总值；
频率补偿模块505，用于通过所述频偏估计总值对所述多个用户对应的频域信号进行频率补偿；
多用户时域处理模块IFFT506，用于对所述多个用户进行频率补偿后的频域信号进行傅里叶反变换，得到所述多个用户对应的时域信号；
相位补偿模块507，用于确定所述多个用户对应的时域信号的相位估计值，利用所述相位估计值对所述多个用户对应的时域信号进行相位补偿。
作为一种可选的实施方式，本实施例还提供一种多个用户的复用时域信号的预处理装置，如图6所示，该装置包括：下变频模块600、接收滤波模块601、定时估计模块602、内插模块603，其中：
下变频模块600，由混频器电路实现，功能为降低信号的载波频率或是直接去除载波频率得到基带信号；
接收滤波模块601，可以由匹配滤波器电路构成，其功能为对接收信号的频谱进行专门加工，使其在消除码间串扰的前提下，压缩信号频带，提高频谱利用率；
定时估计模块602，由差分电路组成，其功能是判断捕获的同步信号前后码元进行定时误差估计计算，控制内插器信号的插入，保持同步；
内插模块603，由内插滤波器硬件组成，其功能是根据控制器指令，插入定时导频信号，保持收发信机基带信号的同步。
基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种频率和相位补偿的设备，由于该设备即是本发明实施例中的方法中的设备，并且该设备解决问题的原理与该方法相似，因此该设备的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
如图7所示，该设备包括：处理器700以及存储器701，其中，所述存储器701存储有程序代码，当所述程序代码被所述处理器700执行时，使得所述处理器700执行如下步骤：
对多个用户的复用时域信号进行傅里叶变换，得到所述多个用户对应的频域信号；
确定所述多个用户对应的频域信号的频偏估计值，并针对每个用户通过滤波电路消除其他用户的频域信号干扰，叠加所述多个用户对应的频偏估计值得到频偏估计总值，通过所述频偏估计总值对所述多个用户对应的频域信号进行频率补偿；
对所述多个用户进行频率补偿后的频域信号进行傅里叶反变换，得到所述多个用户对应的时域信号；
确定所述多个用户对应的时域信号的相位估计值，利用所述相位估计值对所述多个用户对应的时域信号进行相位补偿。
作为一种可能的实施方式，所述处理器700具体用于：
利用短时延的自相关函数和长时延的自相关函数分别对所述每个用户对应的频域信号进行频偏估计，得到各自对应的频偏估计值；
根据所述各自对应的频偏估计值确定所述频偏估计值；
其中，所述短时延为长度小于预设值的时延，所述长时延为长度不小于所述预设值的时延，所述预设值是根据所述每个用户对应的频域信号的调制方式确定的。
作为一种可能的实施方式，所述处理器700具体用于：
计算突发时间内的所述每个用户对应的时域信号的载波相位，所述突发时间为突发信号传输所用的时间；
利用最大似然估计算法，对所述突发时间内的载波相位进行相位估计，得到相位补偿值。
作为一种可能的实施方式，所述处理器700具体用于：
若所述突发时间小于预设时间，则对所述突发时间内的载波相位进行一次相位估计；
若所述突发时间不小于预设时间，则对所述突发时间分段，对每段突发时间内的载波相位进行一次相位估计。
作为一种可能的实施方式，对每段突发时间内的载波相位进行一次相位估计，包括：
若在当前段突发时间内未发生相位跳变，则根据所述每个用户对应的时域信号的调制方式确定的相位估计值，与上一段突发时间内的相位估计值确定当前段突发时间内的相位估计值；
若在当前段突发时间内发生相位跳变，则根据上一段突发时间内的相位估计值确定当前段突发时间内的相位估计值。
本实施例还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时用于实现如下步骤：
对多个用户的复用时域信号进行傅里叶变换，得到所述多个用户对应的频域信号；
确定所述多个用户对应的频域信号的频偏估计值，并针对每个用户通过滤波电路消除其他用户的频域信号干扰，叠加所述多个用户对应的频偏估计值得到频偏估计总值，通过所述频偏估计总值对所述多个用户对应的频域信号进行频率补偿；
对所述多个用户进行频率补偿后的频域信号进行傅里叶反变换，得到所述多个用户对应的时域信号；
确定所述多个用户对应的时域信号的相位估计值，利用所述相位估计值对所述多个用户对应的时域信号进行相位补偿。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的设备。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令设备的制造品，该指令设备实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种频率和相位补偿的方法，其特征在于，该方法包括：
对多个用户的复用时域信号进行傅里叶变换，得到所述多个用户对应的频域信号；
确定所述多个用户对应的频域信号的频偏估计值，并针对每个用户通过滤波电路消除其他用户的频域信号干扰，叠加所述多个用户对应的频偏估计值得到频偏估计总值，通过所述频偏估计总值对所述多个用户对应的频域信号进行频率补偿；
对所述多个用户进行频率补偿后的频域信号进行傅里叶反变换，得到所述多个用户对应的时域信号；
确定所述多个用户对应的时域信号的相位估计值，利用所述相位估计值对所述多个用户对应的时域信号进行相位补偿。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述多个用户对应的频域信号的频偏估计值，包括：
利用短时延的自相关函数和长时延的自相关函数分别对所述每个用户对应的频域信号进行频偏估计，得到各自对应的频偏估计值；
根据所述各自对应的频偏估计值确定所述频偏估计值；
其中，所述短时延为长度小于预设值的时延，所述长时延为长度不小于所述预设值的时延，所述预设值是根据所述每个用户对应的频域信号的调制方式确定的。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述多个用户对应的时域信号的相位估计值，包括：
计算突发时间内的所述每个用户对应的时域信号的载波相位，所述突发时间为突发信号传输所用的时间；
利用最大似然估计算法，对所述突发时间内的载波相位进行相位估计，得到相位补偿值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对所述突发时间内的载波相位进行相位估计，包括：
若所述突发时间小于预设时间，则对所述突发时间内的载波相位进行一次相位估计；
若所述突发时间不小于预设时间，则对所述突发时间分段，对每段突发时间内的载波相位进行一次相位估计。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对每段突发时间内的载波相位进行一次相位估计，包括：
若在当前段突发时间内未发生相位跳变，则根据所述每个用户对应的时域信号的调制方式确定的相位估计值，与上一段突发时间内的相位估计值确定当前段突发时间内的相位估计值；
若在当前段突发时间内发生相位跳变，则根据上一段突发时间内的相位估计值确定当前段突发时间内的相位估计值。
6.一种频率和相位补偿的装置，其特征在于，该装置包括：多用户频域处理模块、频率补偿模块、多用户时域处理模块、相位补偿模块，其中：
所述多用户频域处理模块，用于对多个用户的复用时域信号进行傅里叶变换，得到所述多个用户对应的频域信号；
所述频率补偿模块，用于确定所述多个用户对应的频域信号的频偏估计值，并针对每个用户通过滤波电路消除其他用户的频域信号干扰，叠加所述多个用户对应的频偏估计值得到频偏估计总值，通过所述频偏估计总值对所述多个用户对应的频域信号进行频率补偿；
所述多用户时域处理模块，用于对所述多个用户进行频率补偿后的频域信号进行傅里叶反变换，得到所述多个用户对应的时域信号；
所述相位补偿模块，用于确定所述多个用户对应的时域信号的相位估计值，利用所述相位估计值对所述多个用户对应的时域信号进行相位补偿。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述频率补偿模块具体用于：
利用短时延的自相关函数和长时延的自相关函数分别对所述每个用户对应的频域信号进行频偏估计，得到各自对应的频偏估计值；
根据所述各自对应的频偏估计值确定所述频偏估计值；
其中，所述短时延为长度小于预设值的时延，所述长时延为长度不小于所述预设值的时延，所述预设值是根据所述每个用户对应的频域信号的调制方式确定的。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述相位补偿模块具体用于：
计算突发时间内的所述每个用户对应的时域信号的载波相位，所述突发时间为突发信号传输所用的时间；
利用最大似然估计算法，对所述突发时间内的载波相位进行相位估计，得到相位补偿值。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述相位补偿模块具体用于：
若所述突发时间小于预设时间，则对所述突发时间内的载波相位进行一次相位估计；
若所述突发时间不小于预设时间，则对所述突发时间分段，对每段突发时间内的载波相位进行一次相位估计。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述相位补偿模块具体用于：
若在当前段突发时间内未发生相位跳变，则根据所述每个用户对应的时域信号的调制方式确定的相位估计值，与上一段突发时间内的相位估计值确定当前段突发时间内的相位估计值；
若在当前段突发时间内发生相位跳变，则根据上一段突发时间内的相位估计值确定当前段突发时间内的相位估计值。
CN201911133307.8A 2019-11-19 2019-11-19 一种频率和相位补偿的方法及装置 Active CN111064687B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911133307.8A CN111064687B (zh) 2019-11-19 2019-11-19 一种频率和相位补偿的方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911133307.8A CN111064687B (zh) 2019-11-19 2019-11-19 一种频率和相位补偿的方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111064687A true CN111064687A (zh) 2020-04-24
CN111064687B CN111064687B (zh) 2022-04-01

Family

ID=70298036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911133307.8A Active CN111064687B (zh) 2019-11-19 2019-11-19 一种频率和相位补偿的方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111064687B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114070703A (zh) * 2021-11-18 2022-02-18 成都中科微信息技术研究院有限公司 基于低轨卫星dvb-rcs2系统的低信噪比下频偏估计跟踪与补偿的通用方法及系统

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101304399A (zh) * 2008-04-17 2008-11-12 北京邮电大学 一种多频偏载波同步及信道估计的方法及设备
CN103428145A (zh) * 2012-05-24 2013-12-04 中兴通讯股份有限公司 一种消除ici的方法和装置
CN104243366A (zh) * 2013-06-14 2014-12-24 大唐联诚信息系统技术有限公司 一种多用户接入下的频偏估计方法和装置
US20170347340A1 (en) * 2014-12-09 2017-11-30 University Of South Australia Multicarrier Communications System
CN107769841A (zh) * 2017-10-19 2018-03-06 中国人民解放军陆军工程大学 高动态极低信噪比下卫星通信Turbo码迭代解调方法
CN107911323A (zh) * 2017-11-03 2018-04-13 西安电子科技大学 基于部分解耦合的联合频相估计方法
CN109756435A (zh) * 2017-11-07 2019-05-14 北京中科晶上科技股份有限公司 一种对信号的频偏估计方法
CN110247873A (zh) * 2019-06-17 2019-09-17 中山大学 干扰消除交织ofdma上行链路cfo估计方法
CN110381004A (zh) * 2019-08-20 2019-10-25 北京科技大学 一种适用于fso物理层网络编码的信号传输方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101304399A (zh) * 2008-04-17 2008-11-12 北京邮电大学 一种多频偏载波同步及信道估计的方法及设备
CN103428145A (zh) * 2012-05-24 2013-12-04 中兴通讯股份有限公司 一种消除ici的方法和装置
CN104243366A (zh) * 2013-06-14 2014-12-24 大唐联诚信息系统技术有限公司 一种多用户接入下的频偏估计方法和装置
US20170347340A1 (en) * 2014-12-09 2017-11-30 University Of South Australia Multicarrier Communications System
CN107769841A (zh) * 2017-10-19 2018-03-06 中国人民解放军陆军工程大学 高动态极低信噪比下卫星通信Turbo码迭代解调方法
CN107911323A (zh) * 2017-11-03 2018-04-13 西安电子科技大学 基于部分解耦合的联合频相估计方法
CN109756435A (zh) * 2017-11-07 2019-05-14 北京中科晶上科技股份有限公司 一种对信号的频偏估计方法
CN110247873A (zh) * 2019-06-17 2019-09-17 中山大学 干扰消除交织ofdma上行链路cfo估计方法
CN110381004A (zh) * 2019-08-20 2019-10-25 北京科技大学 一种适用于fso物理层网络编码的信号传输方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BANGWON SEO: ""SINR Lower Bound Based Multiuser Detector for Uplink MC-CDMA Systems with Residual Frequency Offset"", 《IEEE COMMUNICATIONS LETTERS》 *
付竹竹: ""基于LTE的低轨卫星系统多用户频偏估计与补偿"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114070703A (zh) * 2021-11-18 2022-02-18 成都中科微信息技术研究院有限公司 基于低轨卫星dvb-rcs2系统的低信噪比下频偏估计跟踪与补偿的通用方法及系统
CN114070703B (zh) * 2021-11-18 2024-01-19 成都中科微信息技术研究院有限公司 低信噪比下频偏估计跟踪与补偿的通用方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN111064687B (zh) 2022-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0750408B1 (en) Device and method for coherent-tracking of a signal for use in a cdma receiver
WO2018054236A1 (zh) 一种ofdm系统同步跟踪方法和装置
JP2020519162A (ja) アップリンク同期タイミング偏差を決定するための方法および装置
JP2022064954A (ja) 送信機、受信機およびその対応方法
CN109756968A (zh) 单载波扩频系统的精确同步定时方法及精确同步定时装置
WO2004051952A1 (en) Amplitude peak cancellation
CN111064687B (zh) 一种频率和相位补偿的方法及装置
CN106453188B (zh) 一种适用于mpsk解调的快速精确频率同步方法
CN107623647A (zh) 一种基于离散导频辅助的载波同步方法
EP0838111B1 (en) Carrier recovery for digitally phase modulated signals, using a known sequence
JP3859903B2 (ja) 周波数誤差推定装置およびその方法
CN104901918B (zh) 基于Chirp信号产生OFDM数据序列的方法及同步方法
US7936813B2 (en) Diversity GMSK-receiver with interference cancellation and methods therein
CN115865127A (zh) 一种直扩信号的参数估计和解调方法
CN114244674B (zh) 一种超宽带基带接收机频偏估计方法及装置
EP1387544B1 (en) Synchronisation in multicarrier receivers
CN101902249B (zh) 一种频偏估计装置和方法
CN111212006B (zh) 一种信号解调系统及解调方法
CN114465691A (zh) 一种低复杂度的恒包络相位调制信号采样偏差估计和补偿方法及系统
CN112039613A (zh) 一种非对称pcma混合信号的处理方法及装置
CN100365964C (zh) 提高定时同步调整精度的装置及方法
JP2002344411A (ja) Ｏｆｄｍ復調装置及び方法
JPH02230845A (ja) Ｐｓｋ信号復調方法
JP2006295549A (ja) 受信装置
KR20030042377A (ko) 직교 주파수 분할 다중화 신호의 주파수 오프셋 추정 장치및 그 방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant