在进行频偏估计之前如何去除调制?

信息处理 自由度 调制 多普勒 最大似然估计 渠道
2022-02-04 17:58:45

要使用DFT/FFT(或最大似然)方法估计信道引入的频偏,我们需要去除前面接收到的数据样本上的调制。如果未知数据样本属于 QPSK 星座,应该如何进行这种调制去除?

1个回答

对于像 QPSK 这样的低基数 PSK,“经典”方式是将信号带到M权力,M是星座点的数量。

从一个形状M-PSK调制,星座点一目了然ej2πmM,m=0,1,,M1,然后把它放到M次幂

(ej2πmM)M=ej2πm=e0=1,
因为2π-复指数的周期性。

好了,本科教科书级别的数据删除:)

因为你的频率偏移只是一个相乘的ej2πfoffsett,你会得到一个恒定的音调M倍偏移频率之后。

小问题:您不仅有信号,而且接收到的信号中确实有噪声,这些噪声会被放入Mth 功率,并且还与信号互调(您正在将良好的加性噪声​​转换为乘性噪声)。这通常会大大降低您的 SNR——您不会以这种方式获得最有效的频率估计器。我建议不要使用整个方法!

在良性大小的调制中对抗频率偏移的典型方法是使用二阶 PLL,将环路滤波器调整到您期望的符号率。

加上你当然会有格雷映射和前向纠错码,因此你可以使用你更正的决定来改进你的频率误差估计,你会很快看到通过非线性手段“删除”信息是多么不受欢迎(这是唯一的方法)是。对于 BPSK,平方方法通常是使用的(因为您想要做类似的事情来恢复时序,而不仅仅是频率误差),因为它的复杂性很低。

在您的星座变大之前,二阶 PLL 工作得相对较好(甚至被滥用于 QAM),在这种情况下,您的 PLL “吞下”合法符号转换或曲解噪声的可能性成为问题。

与任何地方一样,较大 PSK 的同步很快变得非常特定于系统,并且通常反映了对信道所做的假设。例如,如果您有一个具有大量多普勒和多普勒速率的卫星频道,但除此之外还具有较低的相位扰动,则从较小的 PSK 定期发送同步辅助字可能是在复杂性、鲁棒性和数据速率损失。