连续相位调制信号的信噪比估计

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1、第8卷第1期信息与电子工程Vo1．8，No．12010年2月INFORMATIONANDELECTRONICENGINEERINGFeb．，2010文章编号：1672-2892(2010)01-0071-06连续相位调制信号的信噪比估计李娟(电子科技大学电子工程学院，四川成都611731)摘要：针对连续相位调制(CPM)信号信噪比估计子空间分解算法运算量较大和最大似然估计(MLE)算法信噪比小于0dB时精确度差的问题，提出了一种精确度较高的快速算法。该算法是对常用的最大似然算法的改进，利用接收信号的统计和互相关特性，无需获得信号的初始相位，便可快速准确地估计

2、出信号的信噪比。信噪比在-20dB~20dB之间时，估计误差小于1dB。MATLAB和FPGA仿真验证了该算法的有效性。关键词：连续相位调制；最大似然估计；概率密度函数；信噪比中图分类号：TN911.75文献标识码：AAnestimationalgorithmfortheSNRofcontinuousphasemodulationsignalLIJuan(SchoolofElectronicEngineering，UESTC，ChengduSichuan611731，China)Abstract：Aimingatreducingthelargeamounto

3、fcomputationofSubSpaceDecomposition(SSD)algorithmandimprovingthepoorprecision(whensignaltonoiseratioisbelow0dB)oftheMaximumLikelihoodEstimation(MLE)algorithmtoestimatethesignaltonoiseratiooftheContinuousPhaseModulation(CPM)signal，anewfastalgorithmwithhigheraccuracyispresentedinthis

4、paper.ThisnewalgorithmisanimprovementbasedonthefrequentlyusedMLEmethod.Ittakesthestatisticandcross-correlationofthereceivedsignalintoaccount,andcanestimatetheSignaltoNoiseRatiofastandpreciselywithouttheinitialphase.Errorestimateislessthan1dBwhenSNRisbetween-20dBand20dB.Acomprehensi

5、vedeductionofthealgorithmisincludedinthispaper.SimulationsbyMATLABandFPGAimplementationshowthevalidityofthisalgorithm.Keywords：ContinuousPhaseModulation；MaximumLikelihoodEstimation；probabilitydensityfunction；SignaltoNoiseRatio信噪比估计在现代无线通信系统中具有重要作用，可为自适应解调、信道切换、功率控制、信道分配提供必[1]需的信号质量

6、信息。文献[2]提出了4种针对QPSK信号的信噪比估计算法，并进行了性能比较。文献[3]提出在加性高斯白噪声信道下基于“均值方差最小”的信噪比估计方法和在慢衰落信道有训练序列的数据辅助信噪比估计方法。文献[4]总结了前人研究的多种信噪比估计方法并进行了性能比较。但对信噪比估计问题，文献[2-4]给出的算法都没有解决在低信噪比时估计偏差较大的问题。文献[5-7]分别利用自相关矩阵和子空间分解的思想对非恒包络信号进行信噪比估计，可解决在低信噪比情况下估计偏差较大的问题，但需要对多阶矩阵进行特征值分解或奇异值分解，运算量较大，工程难以实现。文献[8]提出了一种GS

7、SME(GeneralizedSplit-SymbolMomentEstimator)算法，但要求准确的载波和符号的同步恢复，在实际工程中也较难满足。CPM信号具有频率利用率高、包络恒定的特点，广泛应用在第二代GSM蜂窝系统、卫星定位系统、高速磁悬浮列车系统等具有非线性特性信道的系[9]统中。本文从最大似然估计(MLE)出发，利用信号本身的特点和统计相关特性，对最大似然算法进行改进。1信号模型设信号为AGWN信道下中频CPM离散实信号，其系统模型如图1所示。收稿日期：2009-08-10；修回日期：2009-09-11基金项目：国家“863”重点资助项目72

8、信息与电子工程第8卷图中2x()t为CPM实信号，η