TD-LTE系统中基于FPGA的解调与解扰的仿真和实现

基于FPGA实现TD-LTE系统中的解调与解扰。包括解调与解扰的介绍、max-log-map算法的介绍、方案的构成、FPGA实现流程以及实现结果分析。在Virtex-6芯片上进行了仿真、综合、板级验证。实现结果表明,该解调与解扰算法应用到TD-LTE射频一致性测试仪表中具有良好的高效性和可靠性。     

LTE-A系统中改进的信道估计算法的研究及实现

先进的长期演进(LTE-A)系统接收端需要对多径信道进行动态估计和跟踪,以满足相干解调的目的,准确而有效的信道估计方法可以提高数据传输速率。针对线性最小均方误差(LMMSE)信道估计矩阵求逆运算复杂度大的问题,提出一种基于GaussSeidel算法的低复杂度的LMMSE算法。通过对基于导频的几种常用的信道估计算法进行对比分析和研究,得到的LMMSE算法具有较低的误比特率和算法复杂度。最后基于Gauss-Seidel算法,分别设计了低复杂度LMMSE算法的各个子模块的DSP实现方案。     

自由空间光通信中的PPM迭代软解调算法

为避免自由空间光通信中的信道衰落,提高抗干扰能力,采用脉冲位置调制(PPM),提出一种基于光子计数的单数据流软入软出迭代解调算法.在受限散粒噪声Poisson信道模型下,推导迭代解调算法,并基于该算法给出4PPM的简化方案.针对重复码和串行级联码分别进行数值仿真并分析其性能,实验结果表明,该简化算法能降低计算复杂度,且易于硬件实现.     

LTE-A系统下行链路信道估计的性能评估

使用3GPP10版本即LTE-A(Long Term Evolution Advanced)中新的参考信号,通过不同的信道估计算法来进行信道估计,然后对其性能进行了评估。信道状态信息参考信号被用来进行反馈估计,采用终端专用参考信号来进行解调。此外还对比了LTE中参考信号与LTE-A的参考信号的优缺点。最后给出了评估信道估计性能的仿真结果。     

基于DFT的QPSK数字化解调算法研究

对软件无线电中的数字化解调算法进行研究,并提出一种基于离散傅立叶变换(DFT)的四进制相移键控信号(QPSK)数字化解调算法.该算法考虑到实际中接收到的信号波形有过渡区和稳定区之分,通过对稳定区内载波周期的采样值进行离散傅立叶变换(DFT)提取相位信息来恢复原始调制信号.文中给出了软件仿真实现,其结果表明:采用该方法可以正确地实现QPSK信号的解调,与传统的解调方法相比,不仅解调过程简单易于实现,计算量小,而且抗干扰性能也得到了明显改善.若将该方法应用于采用QPSK信号方式的数字化接收机设计中将具有实际的意义.     

非协作通信中CPM信号盲解调器设计与仿真

提出一种非协作通信中CPM信号盲解调器结构.首先,通过对预处理后CPM信号的循环平稳性分析,得到CPM信号调制阶数和循环谱之间的关系,实现了调制阶数的盲识别;然后,在此基础上利用CPM信号的相关性,实现了频率成形脉冲的盲估计;最终采用复合网格解调算法完成了CPM信号的盲解调.解调器采用前馈结构,易于硬件实现,并且解调性能良好.     

基于多符号检测和Turbo乘积码的PCM/FM遥测系统性能

多符号检测(MSD)和Turbo乘积码(TPC)技术联合应用可以大幅提高脉冲编码调制/调频(PCM/FM)遥测系统性能。针对MSD算法计算复杂度高的问题提出了一种改进的MSD算法,可以有效降低计算复杂度;在TPC的传统Chase译码算法中通过简化软输入信息计算可以降低系统存储量。仿真结果表明,改进方法和传统的两种技术联合使用相比,虽然损失了约1.7dB解调增益,但仍提高PCM/FM信号解调性能约8dB,且算法复杂度低,存储量小,更适合硬件实现。     

非线性卫星信道中的16APSK联合处理算法研究

16APSK经过卫星信道时容易产生码间串扰,解译前需要均衡补偿。传统接收的均衡、解调和译码是分别进行的,本文将Wiener均衡应用于BICM卫星系统,并提出一种基于有记忆非线性卫星信道的16APSK联合处理算法。该算法通过联合软判决反馈译码、迭代Wiener均衡及似然信息加权处理,充分挖掘了信息之间潜在的关联性,实现了均衡、解调和译码的多层次联合处理,从而对16APSK的非线性失真进行补偿。仿真验证了算法的有效性,且相比传统接收获得了更好的性能。     

基于广义解调和奇异值分解的时频表示增强

提出了一种基于广义解调和奇异值分解的时频表示增强算法.该算法利用估计的相位函数对信号进行广义解调,通过奇异值分解对得到的解调信号时频谱进行降噪处理,计算降噪后时频谱的逆变换并进行广义逆解调,重新计算时频谱获得信号增强的时频表示.仿真结果表明,该算法与已有算法相比,时频平面的随机噪声几乎被完全抑制,是一种有效的时频表示增强方法.     

调幅信号的数字化解调

介绍一种用三参数正弦波拟合算法实现的、绝对收敛的四参数最小二乘正弦波拟合算法,给出了其收敛区间、绝对收敛判据以及实现过程.在此基础上讨论实现正弦载波的调幅信号的精确解调问题.使用一个周期的正弦波曲线模型的滑动拟合法,实现了幅度调制信号波形的精确解调.在调制信号也是正弦波的情况下,仿真评价了幅度解调效果,并给出了解调失真的计算方法和结果.同时,在一个实测调幅曲线波形上进行的解调分析,获得了非常明确的波形测量结果.本方法是评价载波为正弦波的调幅信号的一种优良方法,准确度高、分辨力高,可用于调幅信号源及其解调设备的指标评价和计量.     

基于小波变换的MPSK信号符号速率估计算法

在非合作MPSK信号调制方式识别和盲解调过程中,符号速率的估计是一个重要环节.本文根据morlet 小波函数的时频特征以及MPSK信号的时频分布,提出了一种基于morlet小波变换的MPSK信号符号速率估计算法.仿真结果表明,与现有算法相比,该算法对载频估计误差不敏感,具有更低的信噪比门限,也更逼近CRLB曲线.     

基于线阵光电探测器的FBG传感解调算法分析

采用线阵光电探测器光谱采集系统,对光纤Bragg光栅（ FBG）传感器反射谱进行数据采集。由于线阵光电探测器采样点数有限,为了研究不同数据个数对FBG反射谱寻峰精度的影响,基于LabVIEW开发平台,对比分析了FBG传感解调系统中常用的三种寻峰算法：质心法、高斯拟合法和多项式拟合法;比较了不同数据个数下各种算法的性能。实验结果表明：利用反射波峰上7个采样点数据拟合精度最高,并且高斯拟合算法的精度和稳定性能较好。     

Statistical demodulators for frequency shift keying with fast frequency hopping

This work is devoted to the problems of information transmission with frequency shift keying and fast frequency hopping in special channels where the signal/noise ratio is low, and a high energy interfering signal is present. We propose a demodulation algorithm that is significantly more stable to the influence of a powerful interfering signal as compared to other known algorithms. Under these conditions, we show a statistical criterion that lets one significantly reduce error probability on the demodulator’s output. For the chosen criterion we prove several lemmas that let us speed up the demodulation algorithm. Computer modeling results show that the proposed demodulation algorithm has better correcting ability under a powerful interfering signal than previously known ones.     

非对称成对载波多址信号的相位误差分析及幅度改进算法

针对由主站和小站信号同频混合而成的非对称成对载波多址（PCMA）信号解调问题，构建了一种实现此类信号解调的框架。参数估计是非对称PCMA通信系统在实现两路信号分离解调时不可或缺的环节，对于幅度参数估计精度问题，提出一种基于四次方法的搜索式幅度估计算法。首先建立非对称PCMA系统解调模型并作出基本假设，然后对不同假设下的相位误差进行对比并分析相位误差对幅度估计算法的影响，最后提出一种新的幅度估计算法。实验结果表明在相同信噪比（SNR）下，正态相位误差下的小站信号解调性能要劣于其均值条件下的解调性能。当误比特率（BER）在数量级为10^-4时，改进算法下小站信号的解调性能提升了1 dB，说明改进算法优于四次方法。     

短波16QAM信号数字解调算法的仿真

该文利用MATLAB平台仿真了短波16QAM信号数字解调中的三个关键模块——定时同步、载波恢复及自适应均衡。短波QAM信号经定时同步提取定时信息,为传输中的码元提供了判决基准并为均衡器提供了时间基准,通过载波恢复可调整信号中存在的频偏和相偏,最后经自适应均衡达到抑制甚至消除码间干扰的目的,恢复出QAM的星座图。该文根据16QAM信号星座图的特点,提出了一种基于COSTAS环简化的载波恢复算法,将该算法与常用的载波恢复算法进行仿真比较,实验结果验证了该算法的有效性及优越性。通过对解调中三个关键模块的仿真,为实现整个解调系统奠定了基础。     

宽带短波信号处理平台及算法

为了时宽带短波信号进行快速处理,提出一种基于软件无线电结构的高性能通用宽带无线信号处理平台。在这个平台上时短波信号射频数字化,然后进行数字变频,获得宽带基带解析信号。同时研究了基于基带解析信号的宽频带扫描算法、跳频集搜索算法、特定信号快速搜索算法、调制方式识别扣数字解调算法等,并在该平台上实现了这些算法。现场试验表明,本文提出的信号处理平台性能优越,信号处理算法有效。     

LoRa物理层同步及解调性能研究

针对现有的基于FFT的同步算法误差较大的问题,提出了一种优化的LoRa物理层前导码同步方法。首先,根据Chirp信号的时频转换特性,分别采用差分算法和插值算法对前导信号的归一化的小数频偏和小数时延进行估计,在此基础上采用基于FFT同步的联合估计算法对整数频偏和整数时延进行估计;之后,从理论上分析残余的同步误差对LoRa信号解调性能的影响。仿真结果表明,所提出的同步方案可以在相应信噪比极限下满足解调性能要求。     

甚高频数据广播信号解调算法设计

为提高甚高频数据广播(VDB)信号的同步精度和解调性能,根据VDB信号基本格式和特点,提出了一种基于解差分的VDB信号的解调算法,该算法消除了频偏引起的同步性能恶化,能够在一组同步码元内完成帧同步、位同步和频偏估计与校正。仿真结果表明,该方法有效提升了VDB信号解调性能。     

基于CORDIC差分鉴频解调算法的PCM/FM遥测接收系统

在分析遥测接收系统工作原理的基础上,深入研究了CORDIC(COordinate Rotation Digital Computer)算法的解调技术.当输入为正交中频(IF)信号和对应的时钟信息时,输出即为输入瞬时信号对应的瞬时相位,但在信道没有延迟时,其抗噪性能不如相干解调.在此基础上设计了一种改进的CORDIC差分鉴频解调算法,得到瞬时相位后,在数字域作1阶差分完成信号鉴频,保证了在信道没有延迟的情况下信号的抗噪性能.通过仿真实验证明了算法的合理性.     

干涉型光纤水听器PGC解调的DSP实现

提出了基于数字信号处理器(DSP)系统的相位载波(PGC)解调的软硬件实现。针对PGC解调中混频信号与实际调制信号的频率偏差,在DSP系统实现中采用一路A/D转换器对调制信号进行同步采样,从而克服了频率偏差对解调结果的影响。结合TMS320C6201的CPU结构和片内资源,对算法实现进行了并行优化,实现了系统的实时解调。实验表明:优化后算法的运算时间显著减少,DSP解调信号与参考信号的相关系数达到0.9。