第三章 载波频偏估计算法的研究 相干检测通信系统接收机的特点是利用一个本振激光器(LO)与接收到的 载波调制信号进行相干以获得基带信号。理论上，要求本振激光器的振荡频率与 信号载波的频率完全相同。但实际上，光通信系统中激光器的振荡频率高达几百 THz，在目前的光器件的工艺条件下，两个激光器的振荡频率与我们所预先设置 的振荡频率都不可能完全吻合，即每个激光器都肯定有一定量的振荡频率偏移。 假设每个激光器的可能的振荡频偏的范围是[-X，+X]Hz，则两个激光器的相对频 偏(载波频偏)的范围就可能为[．2)(’+2X]Hz。载波频偏估计算法的目的就是通 过对离散数字基带信号的处理，去除载波频偏对调相系统中符号相位的影响。 目前应用于相干光传输系统接收机中的前馈式全数字载波频偏估计算法，主 要有两种，分别为四次方频偏估计算法和基于预判决的频偏估计算法。本章详述 了这两种算法的原理、算法参数，给出了这两种算法在l 12Gb／s PM．DQPSK系 统中的仿真结果。针对目前硬件实现所面临的器件处理速率不足这一重要问题， 设计了这两种算法的并行处理结构的方案。此外，还设计了基于预判决的频偏估 计算法的初始化方案。最后，横向比较了现有的几种载波频偏估计算法。 3．1四次方频偏估计算法 3．1．1四次方频偏估计算法的原理 四次方频偏估计算法【lI】是根据M次方频偏估计算法而来的。M次方频偏估 计算法，是应用于相位调制相干接收系统中，去除本地振荡和信号载波之间的频 率偏差对调相信号的基带信号相位的损伤。之所以叫做M次方，是因为算法通 过对复数符号进行M次方运算，从而利用调制信息相位的M倍为一个恒定不变 的相位值这一结论，去除调制信息相位并进行频偏估计。宅E(D)QPS'K调制方式 下，M=4，M次方频偏估计算法就可以称为“四次方频偏估计算法"。该算法是 一种前馈式频偏估计算法，无需反馈环路。 四次方频偏估计算法的原理图如图3．1所示。 图3-1四次方频偏估计算法原理框图 14

π_4-CQPSK信号的频偏估计算法.pdf

针对在任意阶正交幅度调制(M-QAM)的相干光通信系统中发射激光器与本振激光器之间存在频率偏差的问题，提出了一种基于幅度比值的低复杂度频偏估计算法。该算法先对接收信号做快速傅里叶变换(FFT)，再利用所获得的离散谱中主峰值与次峰值的关系进行频率插值，从而对频偏进行精确估计，大幅减少了运算复杂度。仿真了算法在20 Gbaud 16QAM 的单偏振传输系统中的性能，并与梯度下降法(GD)和调频Z 变换(CZT)的频偏估计算法进行了对比，仿真结果显示，基于幅度比值的频偏估计算法性能不随被估计信号的频率分布而产生波动，而且与3次迭代的GD 算法和CZT算法精度相当，但硬件复杂度降低了约75%。

OFDM由于其频谱利用率高，成本低等原因越来越受到人们的关注。随着人们对通信数据化，宽带化，个人化和移动化的需求，OFDM技术在综合无线接入领域将越来越受到广泛的应用。 OFDM技术是一种特殊形式的多载波调制技术，OFDM技术尤其适用于多径传播所引起的频率选择性衰落较为严重的宽频带信道上的高速数据传输，OFDM技术在数字广播电视，宽带无线接入系统（IEEE.802.11a, HiperLAN, IEEE 802.16, HiperMAN, ADSL等）标准中得到十分广泛的应用。 OFDM系统有很多优点，为了充分利用OFDM的优势，提高基于OFDM的系统的性能，需要解决制约其发展的一下关键技术。

OFDM系统中的载波频偏估计算法及其性能分析,OFDM 系统中训练序列辅助的载波频偏估计算法及其性能

2fsk调制仿真产生IQ数据，然后利用循环谱相关算法估计2fsk的Dev，代码完整可用

此程序描述基于最大似然准则的频率估计。该算法可以估计短突发信号的载波频偏，这种算法估计的精确度高。

基于卫星通信快速、准确捕获载波频率的需求，提出了一种根据反余弦函数的大载波频偏估计算法。
通过详细的理论推导和仿真验证，表明了该算法抗噪声能力强、频偏估计范围大、估计精度高以及易于实现
的良好性能。

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利用变步长进行循环累计量搜索载波频率或者载波频偏，根据估计精度及估计范围得到载波估计值，能有效的降低算法复杂度，对于工程实现起到很好的效果，已经在项目中应用，其中包过各种调制方式实现，循环累积量实现，4阶循环累计量和6阶，8阶循环累积量实现，工程中都进行项目验证，效果不错！！！