高速8-PSK的PFD载波恢复设计

设计一种基于8PSK调制方案的锁频锁相器载波恢复环路,该环路由通用载波同步鉴相算法结合PFD算法,实现了大频偏的捕获和获得较小的稳态相位抖动。提出针对MPSK调制方案的PFD的两种加窗方法,选择较优的方案进行了性能仿真。结果表明,该载波恢复方案具有捕获频偏大、稳态相差小、稳定性高的特点,是一种非常适合于卫星通信的高速8PSK调制的载波恢复方案。     

高速8PSK调制信号的频率捕获及跟踪算法研究

载波频率同步是载波恢复的重要环节之一。本文基于高速8PSK调制信号完成载波频率估计的前提下,提出了一种采用二叉树(Binary Search Tree)频率搜索方法实现捕获及采用平均"滑动窗"递推最小二乘(RLS)一步预测方法实现频率跟踪的算法;并针对此方法进行了理论推导和蒙特卡洛(Monte Carlo)仿真。结果表明,该方法适用于全数字高速数传8PSK调制信号接收系统,同时也可移植、推广至全数字雷达接收机中。     

一种QPSK信号数字解调大频偏载波恢复算法

在全数字QPSK解调器中,有时存在着相当大的相对载波频偏,导致接收机不能正常工作.针对QPSK信号相干解调中载波同步问题,提出一种采用FFT及锁相环联合提取大频偏信号载波的方法,达到了对大频偏进行有效估计并提取较纯载波的目的.该方法统计性能好,结构简单,可估计的载波频率适应范围大,算法适合数字电路实现.     

利用改进相频检测器实现大频偏M-PSK信号的快速载波同步

卫星通信中,接收机经常要在较大频偏下实现对M-PSK信号的载波同步;频偏较大的条件下,使用锁相环对信号进行载波同步需要较长的捕获时间,而且如果频偏超出锁相环捕获范围,将无法实现捕获。基于传统的相频检测器,提出了一种改进方案,通过增加相频检测器的"保持"区间,增大了频偏较大时相频检测器输出的直流分量,从而可以更快地实现对频偏的捕获。仿真结果表明,该方案可以帮助锁相环实现更大的频偏捕获范围和更快的捕获速度。     

基于前导脉冲辅助的相位调制1090ES信号载频同步算法

基于相位调制扩容1090ES信号为ADS-B带来新的功能和应用,载波频率同步是扩容信号需解决的一项关键技术。针对扩容1090ES信号的突发载频同步问题,提出了一种基于频偏捕获和相位误差跟踪环的快速同步方法,频偏捕获采用前导辅助脉冲相关性判决进行二叉树频率搜索,捕获载频偏差并校正得到频偏较小的基带信号,相位误差跟踪环实现对小频偏信号进行频率估计和补偿。仿真结果表明:该方法适用于基于相位调制的扩容1090ES信号接收系统。     

应用于卫星通信的DVB-S2载波同步算法研究

新一代数字电视广播标准DVB-S2在卫星通信中的应用越来越广泛,如何保证接收机能够在卫星信道的低信噪比和大频偏条件下正常工作是DVB-S2接收系统需要解决的关键问题。本文重点研究可以支持QPSK、8PSK、16APSK和32APSK四种调制方式的载波同步算法,在对已有载波同步算法分析的基础上提出优化设计方案,增强了解调器捕获频偏和适应低信噪比的能力,并可适用于高阶调制方式。仿真结果表明,本文的算法能正确完成DVB-S2信号的载波恢复功能,可以应用于卫星通信的接收系统。     

基于CMMB的时频联合载波同步ASIC实现

通过研究CMMB的协议标准,针对其特殊的帧结构,本文提出了一种适合于CMMB系统接收机载波同步的方案。该方案利用了时域同步的快速性和频域同步的精确性,采取了时频联合载波同步。首先在时域纠正小数频偏,消除ICI的影响;小数频偏校正完的数据经过FFT,在频域通过连续导频自相关求峰值,解出整数频偏;然后在频域再对整数频偏和小数频偏补偿过后的数据进行剩余载波频偏的跟踪。本文采用Verilog语言实现了具体的硬件电路,并运用流水线和模块复用技术,进行了电路的优化,通过FPGA的验证,证明了该算法硬件结构性能的实用性和优越性。     

一种通用MPSK载波同步方法及其FPGA实现

为解决MPSK体制信号解调中可能存在的较大载波频偏,介绍一种结合基于最大似然准则的FFT频偏估计与通用载波锁相环的多调制体制通用载波同步方案。依次分析了该方案的算法原理、结构特点与运算和硬件复杂度,并说明该算法在FPGA上实现该方案的整体结构安排与关键技术要点。在Xilinx的XC4VLX200芯片上实现了该电路。结果表明该电路可完成对较大的频偏、较低的信噪比条件下MPSK信号载波同步工作,具有较好的工程应用价值。     

一种DAB系统小数倍频偏估计新方法

载波频偏估计是OFDM系统接收机中关键的一环,该算法基于欧洲的Eureka 147 DAB标准,提出了一种新的小数倍频偏估计方法,首先利用循环前缀对小数倍频偏进行捕获,并补偿到数据中,再用本地相位参考符号与DAB帧中经过补偿的相位参考符号进行相关运算,实现剩余小偏的估计和跟踪.此方法具有频偏估计范围大,精度高的优点.仿真分析结果表明了该方法较文献[5]所提方法具有更好的估计性能.     

宽带8PSK解调高速数传接收机设计

受卫星信道热噪声、多普勒、畸变影响,传统八进制相位键控(8PSK)接收机性能不佳,速率不高,较少应用于航天测控通信系统。针对这一问题,设计并实现了一种基于FPGA的航天测控系统宽带8PSK解调高速数传接收机,采用Gardner算法实现时钟恢复,利用基于最大似然估计的鉴相算法完成载波同步,并用分数间隔的并行恒模均衡算法提高接收性能。该技术已应用于某接收系统并实现了600Mb/s 8PSK信号解调,误码率在1×10-3～1×10-8之间时,解调损失与理论值不超过2dB。宽带8PSK解调高速数传接收机可为我国二代中继系统提供支持。     

多径衰落信道下的OFDM时频联合同步算法

符号定时和载波频率偏差将严重影响OFDM系统的性能。基于具有重复结构的CAZAC序列,提出了一种仅利用一个CAZAC符号实现符号定时、整数倍频偏与小数倍频偏估计的同步算法。这种算法在完成粗定时同步的同时得到整数倍频偏估计,然后根据整数倍频偏估计值对定时估计进行修正,最后完成小数倍频偏估计。分析与仿真结果表明,该算法相对经典算法,不但提高了传输效率,还显著改善了OFDM系统的定时与频偏估计性能,相比CAZAC序列算法,提升了多径信道下的同步性能。     

利用CAZAC序列共轭对称性的OFDM时频同步算法

符号定时和载波频率偏差将严重影响OFDM系统的性能。基于具有重复结构的CAZAC序列,提出了一种仅利用一个CAZAC符号实现符号定时、整数倍频偏与小数倍频偏估计的同步算法。首先,所提算法在完成粗定时同步的同时得到整数倍频偏估计。然后根据整数倍频偏估计值对定时估计进行修正,最后完成小数倍频偏估计。分析与仿真结果表明,该算法相比于传统PARK算法,不仅完成了定时估计,而且得到了频偏估计;相对于经典SC算法,不但提高了传输效率,还显著改善了OFDM系统的定时与频偏估计性能;相比于利用CAZAC序列的同步算法,提高了算法的估计精度以及对多径信道的适应性。      

一种改进的GFDM时频同步算法

针对广义频分复用( GFDM)系统对符号定时同步要求较高的问题,提出了一种新的基于前缀码的同步算法。在接收端,在获取粗略定时信息的基础上,利用前缀码前后两部分的相位差实现载波频偏估计,并对接收序列的频率偏移进行纠正,然后通过纠正后序列与已知发射前缀的互相关函数实现精确的符号定时估计。由于该前缀码具有共轭对称的特性,使其避免了“平顶效应”的出现。结合5G中低时延高可靠场景,在频率选择性信道中对其进行仿真,并通过均方误差对其性能进行了评估。理论分析及仿真结果表明,该算法相对于原算法具有更好的定时同步性能和更低的复杂度,提升了GFDM系统的整体性能。     

DAB接收机中载波频偏估计

同步系统是 DAB 接收机的关键之一,针对其中的载波同步算法进行了分析。在理论分析载波频率偏差对 DAB 系统性能影响的基础上,介绍了2种分别用于载波粗频偏估计和细频偏估计的算法。粗频偏估计算法基于 DAB 信号所特有的相位参考符号(PRS),细频偏估计算法基于 OFDM 信号所特有的循环前缀(CP),对其它采用 OFDM 技术的系统具有很好的通用性。仿真结果表明这2种算法估计性能良好。     

软件接收机中DSB-SC信号载波同步的一种算法

本文提出了软件妆收机中抑制载波双边带调幅（DSB-SC）信号载波同步的一种算法，根据下变频后的基带信号估计出收发载波的频差，并经卡尔曼滤波后结合数字锁相环以达到载波捕获范围宽、跟踪速度快、环路噪声小的特点。文章最后给出了一个具体实例的仿真结果。     

一种新的定时和频偏联合估计算法

提出了一种新的正交频分复用(OFDM)系统定时和频率同步联合算法.该算法仅需要一个训练符号就可以完成定时和频偏估计,额外开销量小,定时和频率同步的实现均在时域进行,简化了同步实现的复杂度.由于使用自相关处理,定时同步对频率偏差具有较强的鲁棒性.与以往的定时同步算法相比,该算法避免了定时平台和多峰值的出现,即使在非常低的信噪比下,其定时测度都是一个尖脉冲.仿真结果表明,该算法能快速地实现定时和频率同步.     

数字电视视频广播的关键技术--OFDM及其同步

研究数字地面视频广播(DVB-T)OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex)传输系统接收端的同步.根据DVB-T标准和OFDM原理,在FFT前该方案采用多载波系统时域的保护间隔所携带的冗余信息进行粗符号同步和分数粗频偏估计;在FFT后,利用频域插入的连续导频进行整数倍频偏估计、分数细频偏及采样钟偏移估计,利用散布导频实现精符号同步.     

Statistical approximation based fine frequency synchronization for OFDM systems

The paper proposes a novel approach for fine frequency synchronization of OFDM syn- chronization systems in multi-path channels. Maximum Likelihood (ML) function of frequency offsets including integral and decimal parts in frequency domain is developed according to the law of great number to eliminate the noise impact of the signal. When the timing delay close to the actual time, the proposed function produces a deep valley indicating frequency offset when large Valley-Square- Error (VSE) appears. Coarse timing offset can also be detected when function’s Valley-Square-Error (VSE) is maximized. Simulation results shows that the proposed algorithm gives very robust estimation of frequency offset, and a coarse timing offset estimation.     

一种新的SC—FDE系统粗定时同步算法

定时同步是单载波频域均衡(SC-FDE)系统的一项关键技术,其中的粗定时同步算法决定着同步收敛速度,由Schmidl和Cox提出的传统算法中出现的测度峰值平台影响着粗同步的精度与速度。通过训练符号格式的重新设计,利用其中4个相同部分良好的相关特性,提出了一种基于特殊训练符号的粗同步算法。仿真结果表明,在高斯白噪声信道和多径衰落信道条件下,新算法定时偏差估计的方差和均值接近于理论值,粗定时同步能够精确地完成,较好解决了测度峰值平台问题。     

OFDM系统中联合信道估计的载波同步算法的研究

针对采用正交频分复用（OFDM）调制的欧洲数字电视地面广播系统（DVB—T），详细分析了剩余载波频偏对信道估计的影响，并根据DVB—T特有的信道估计方式提出了与信道估计相结合的频域相位调整和时域补偿两种同步方案，仿真结果表明，在多径信道条件下，这两种同步方案能完全消除剩余载波频偏对信道估计的影响，且具有令人满意的性能。