单载波GMSK信号的高精度频偏估计算法

摘要

在接收机中,频偏估计的精度决定了信号解调的准确性。GMSK调制作为深空通信的调制方式之一,复杂的空间环境对高精度频偏估计的实现带来了大的挑战.为了进一步提高GMSK信号频偏估计的精度,本文提出了一种基于快速傅里叶变换(FFT)的高精度插值估计算法.该算法是一种非数据辅助类算法,不需要依赖导频序列,可以与数据辅助类算法结合使用.在GMSK信号的传输过程中,复杂的大气环境导致传输信道具有很低的信噪比。在低信噪比的信道环境中,估计算法要达到理想的精度,需要提高其抗噪声干扰能力.在本文中,高精度插值估计算法首先对接收信号进行FFT运算,得到接收信号的频谱信息,实现对信号频率的初步估计.之后将得到的FFT最大幅值谱线与其相邻谱线中心点的谱线值进行比较,将具有最大幅值的点作为峰值谱线.最后,对峰值谱线进行数学计算,得到估计的频偏值.本文提出的频偏估计算法可以提高抗干扰能力,降低噪声对有用信号的影响并减少误判情况,提高估计精度.利用计算机模拟该频偏估计算法的估计性能,仿真结果表明:所提出算法的频率估计精度优于其他现有算法,具有更加平稳的估计效果,降低了算法工作的信噪比门限,可用于各种环境下GMSK信号的载波频偏估计.