基于前向结构的高动态突发信号载波同步算法

为实现高动态突发通信系统载波快速同步,提出了一种新的基于前向结构的突发信号载波同步算法,采用多级处理方案分级实现多普勒变化率、多普勒频偏及载波相位的估计及恢复.理论分析及数值仿真表明,在高动态低信噪比条件下,新算法的载波同步信噪比损失小于1 dB,且对多普勒变化率及信号电平参数不敏感,实现复杂度低,能够满足高实时性应用需求.     

基于软件无线电的直接扩频序列接收机新方案

在低信噪比的低压电力线通信环境中,使用传统的扩频解调方法,不易提取同步载波。针对这一问题,提出一种基于软件无线电结构的直接扩频序列（Dsss）接收机方案。该方案以带通采样定理为依据,结合A／D转换器和数字低通滤波器,无需提取同步栽波即可完成已调信号的解调,并在基带完成信号的解扩。通过理论和仿真证明,该方案开销低,抗噪性能强,适合在恶劣的通信环境中使用。     

卫星OFDM系统的同步算法研究

定时偏差和频率偏移会造成OFDM系统性能严重恶化,研究了卫星OFDM系统的同步技术,使OFDM能适应卫星信道低信噪比环境,实现天地一体化通信网络的融合。在分析了现有的卫星信道条件下OFDM符号定时同步算法和载波频率同步算法性能的基础上,根据CAZAC序列相关峰位置受定时偏差和频率偏移的影响,设计了一种新的训练序列,并依新训练序列提出了一种改进的同步算法。仿真结果表明,在卫星信道下该算法在低信噪比时依然具有较高的符号定时同步和载波频率同步性能,并且在时域信号中就可以实现同步,相比其他在频域中实现同步的算法减少了复杂度。     

联合旋转平均周期图和解调软信息的载波同步方法

针对短突发信号的载波同步问题,该文提出联合旋转平均周期图和解调软信息的载波估计算法。该算法首先对导频信息旋转不同频偏,利用平均周期图法进行载波粗估计,然后以解调软信息的最大均方软输出为准则,采用分步式搜索进一步进行载波细估计。仿真结果表明该联合算法在导频开销较小的条件下,误码性能接近最佳相干解调性能,且复杂度较低,频偏估计范围可以达到50%的符号速率。当误比特率为10-2 ~ 10-4时,信噪比损失在0.3 dB内。     

一种适用于极低信噪比环境的迭代同步方案

卫星通信、深空通信等应用要求接收机在很低信噪比下工作。近年来研究热点基于码辅助同步算法能够利用编码间依赖关系提高参数估计性能,以实现正确解调。本文以码辅助同步算法为基础,综合分析同步各环节参数估计需求,设计较短帧头的帧格式,提出了一种完整的迭代接收机结构。同时精心选择预估计算法,将定时偏差、载波频偏压缩到很窄范围。最后对码辅助算法迭代复杂度高的问题进行了优化。仿真表明,在极低信噪比下,该结构同步性能良好,复杂度低,传输效率高。     

TDMA卫星通信系统突发同步的性能研究

突发载波捕获和同步是TDMA系统的关键技术,使用数据序列辅助判决可有效缩短该处理过程需要的时间;在低接收信噪比下使用CAZAC序列的相关处理能够获得较高的突发捕获性能;比较了CAZAC序列和"1010"序列的载波和时钟同步误差估计性能,分析了它们在低信噪比门限时对信号快速捕获能力的影响。提出了2种序列组合应用实现载波快速同步的方案,完成信号捕获和载波估计功能。     

宽带网络SOQPSK突发波形

空基网络通信应用中,采用恒包络波形体制可以降低设备特别是功放的复杂度,因此高效的成形偏移四相相移键控(SOQPSK)信号非常适合于空基网络。但是机载通信中多普勒频移较大,在低信噪比和短突发条件下,SOQPSK相干接收机必须有精确的载波频率和相位同步才能获得较好的性能。针对低信噪比和短突发场景,提出了基于Turbo乘积码（TPC）编码的扩频SOQPSK宽带网络波形,并设计了导频与数据帧结构,利用译码器输出的软信息来改善载波同步的性能,通过迭代操作和联合解调、解扩,增强了系统的同步性能。仿真结果表明,在误码率为10-6时所需Eb/N0为3.65 dB,达到了波形设计指标要求。     

基于比特域叠加训练序列的载波同步方法

针对突发通信面临的频偏较大和频谱资源有限的问题,本文提出一种基于比特域叠加训练序列的载波同步方法。该方法在发送端将稀疏化后的编码码字与训练序列在比特域通过模二加的方式相叠加,使得训练序列隐藏于发送数据中,在传输过程中共用频谱资源,增强突发通信的抗截获能力;在接收端提出一种抗干扰能力较强的载波同步方案,该方案利用隐藏训练序列进行频偏估计,并使用粗同步与精同步相结合以提高估计精度。仿真结果表明,所提出方案在低信噪比下实现精确度较高的频偏估计,具有±0.45的频偏捕获范围,相比于基于时分复用系统的载波同步方案在低信噪比（-4 dB）下有更加精确的频偏估计性能,并且在AWGN信道下和瑞利衰落信道下通信系统性能分别有0.5 dB和0.7 dB的增益。      

一种8PSK的载波同步新方法

低信噪比下的8PSK突发通信．在频偏较大的情况下载波同步难以达到快速锁定。本文对这种情况下的载波同步问题进行了研究,介绍了一种改进的快速载波同步方法。使之适用于低信噪比的工程应用环境。文中进行了这种改进算法的仿真和实现,证明该方法有效可行。     

一种面向短时突发信号的高精度同步方案设计

针对短时突发通信存在捕获时间长、算法复杂度高、资源开销大等问题,文中设计了一种高精度同步方案。该方案自定义收发双方帧结构,采用独特码差分匹配算法实现信号检测和帧同步,并采用基于导频累积量的前向估计算法实现频偏估计和校正。为兼顾频偏估计精度和算法复杂度,对独特码采用滑动相关算法实现初始相位捕获,使系统结构紧凑,更加适合FPGA硬件实现。理论分析和软件仿真表明,该方案在低信噪比和高动态范围条件下具有较好的接收性能,频率估计精度能够达到符号速率的万分之一。文中同时进行了硬件协同仿真与验证,并给出了相应的仿真波形。     

直扩解调器锁相环设计

在大多普勒频移与低信噪比的通信环境下,为了实现直扩解调器中的载波提取,建立了载波同步模型,重点对其中的锁相环进行环路参数设计,并通过仿真比较了在不同信噪比下,锁相环环路参数对系统的捕获时间以及跟踪精度等性能的影响,对结果进行分析并得出结论。     

基于前导序列的突发通信载波同步算法

在突发通信中,载波同步技术是解调系统的核心和关键技术。给出了一种基于恒包络零自相关序列(CAZAC)作为前导的突发通信载波同步算法,该算法基于CAZAC序列零自相关特性,先用载波频差前向校正、载波相位前向校正进行载波初始同步捕捉,再用锁相环技术进行跟踪,能够在低信噪比下进行快速载波恢复。仿真结果表明,本算法的同步速度快,捕获的频率范围较宽。     

基于EM的低复杂度迭代载波同步算法

编码辅助载波同步算法充分利用译码软信息,可获得较理想的同步性能,但是目前这类算法存在复杂度高、处理时间长的问题。首先在推导迭代载波同步中后验均值与译码软信息关系的基础之上,通过选择性地进行译码判决反馈来减少不必要的计算点数,再根据前两次的迭代结果自适应地减小频率搜索区间长度,从而大幅降低同步参数估计的运算量。仿真结果表明,该算法能够有效工作在低信噪比环境下,可获得接近理想同步条件下的译码性能。     

高动态短时突发通信系统数字锁相环设计

根据实际应用背景给出了一种数字锁相环参数设计方法，并对其捕获性能进行了分析，然后在具体系统中综合考虑载波同步、符号同步与帧同步对本数字锁相环的影响，并以“通过率”来评价其性能。实践表明，该数字锁相环在低信噪比下仍具有良好性能。     

具有鲁棒性和低复杂度的同步算法研究

正交频分复用（ OFDM）系统对时间偏移非常敏感,需要良好的同步算法。为获得性能鲁棒、复杂度低的同步算法,提出了新的同步方案。在不改变802．11a/g标准前导结构前提下,主要关注发送信号的前后噪声,对接收机端接收信号进行了提取处理,同时结合自相关和差分相关运算完成时间同步。分析和仿真结果表明,该算法即使在低信噪比下,不仅具有鲁棒的同步性能,同时具有低的实现复杂度,该算法可行。     

宽范围的码辅助载波恢复算法

码辅助同步算法将译码软信息引入到同步参数的估计过程,能够在更低的信噪比区间有效实现载波同步,但是这类算法存在同步范围小、复杂度高的问题。首先针对判决可靠性较高的符号,定义一种新的评价函数,用其最大值对应的参数粗估计值补偿信号;然后利用后验均值对补偿后的信号去调制,再分别采用改进的自相关函数方法和最大似然方法来纠正剩余的频偏和相偏,进而有效实现载波恢复。仿真结果表明,该算法能够以较少的计算复杂度为代价,大幅提高同步范围,可获得近似理想同步条件下的译码性能。      

基于数据辅助的MPSK信号频域信噪比估计

为在载波频率精确恢复前提高多进制数字相位调制（MPSK）信号在低信噪比下的估计精度,提出了一种数据辅助的MPSK信号频域信噪比估计算法。算法在符号定时恢复和帧同步后提取同步段符号,相关运算后在频域进行信噪比估计。仿真结果表明,算法估计均值无偏,不受载波频率误差的影响,在符号长度为512、信噪比为-10 dB时,均方误差与克拉美罗界只有0.15 dB的偏差,特别适合于接收信号包含载波频率误差且要求低信噪比下具有较高信噪比估计性能的应用。     

高动态短时突发通信系统的载波同步技术

载波同步是数据解调中的重要环节之一。由于高动态短时突发通信系统的通信时间极短,在算法观测时间内可认为频率无变化,因此可对载波频偏进行一次校频,使之快速落入锁相环快捕带内,然后利用锁相环进行跟踪以完成载波同步。实践表明:利用一种改进的FFT校频技术对载波频偏进行一次校频,能使载波频偏快速落入锁相环快捕带内。最后分别对改进的FFT校频技术及锁相环进行了仿真分析,结果表明该方法在低信噪比下仍具有良好的性能。     

CMMB接收机符号同步与载波同步算法设计

通过对CMMB系统的分析,提出了一种易于FPGA实现的符号同步和载波同步的解决方案.该方案中符号同步和载波同步分别利用帧结构中同步序列的相关性在时域中和频域中完成.该方案不仅降低了硬件实现的复杂度,而且在恶劣的环境下也能取得很好的系统性能.     

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。