扩充1090ES数据链容量的相位调制技术

对广播式自动相关监视( ADS-B)系统的1090ES脉位调制信号做脉内调相,可在不增加发射次数、不占用新的频段、不影响现有ADS-B系统运行的情况下增加信号的数据传输能力。论证了两种可能采用的1090 ES数据链扩容方法,说明了选择相位调制实现扩容的原因。讨论了相位调制扩容1090 ES信号需解决的几项关键技术,包括扩容信号的调制,信号的接收、解调和解码,信号的同步,数据的校验码设计,可行性及安全性评估。针对多发单收的突发通信特点,提出了一种按偏差分区的载波粗同步方法;针对相位突变引起的频谱扩展问题,提出了一种相位线性过渡的解决方法。     

一种1090ES相位编码信号的同步算法

载波同步是对1090MHz扩展电文(1090MHz Extended Squitter,1090ES)的相位编码信号进行相干解调的前提和基础,研究针对这种调制方式的基于数据辅助的载波频偏估计算法。构建了1090ES相位编码信号的频偏估计模型,提出了一种基于遗传算法的频偏估计算法,详述了该算法的特点及其实现步骤,并通过MATLAB仿真,分析比较了该算法与Kay算法、Fitz算法及M&M算法的频偏估计性能。该算法的频偏估计范围可以达到采样频率的50%,在信噪比高于3 dB时,频偏估计的均方误差接近于修正的克拉美罗界,并且可以同时兼顾频偏估计精度和频偏估计范围。     

基于软件无线电平台的1090ES扩容信号收发处理

随着空中交通的信息传输与新应用拓展需求不断增加,1090ES信号容量有限问题日益显现,对1090ES信号进行容量扩充是一种有效解决途径。针对一种基于脉内调相的1090ES信号扩容技术,给出了叠加调制的信号模型,研究了1090ES信号的解调解码算法;在GNU Radio+USRP软件无线电平台上,实现了1090ES扩容信号的产生和接收处理,包括脉冲位置调制(Pulse Position Modulation,PPM)与8PSK叠加调制、低通滤波、报头检测、载波同步、PPM解码和相位解调等,并利用Matlab对实验的解码错误率和信号的频谱特性做了统计分析与仿真,结果表明了该扩容技术的可行性。     

基于判决反馈的CPM信号定时相位联合估计算法

针对连续相位调制(CPM)信号同步问题,提出了一种基于数据辅助联合直接判决的同步算法。该算法基于CPM信号的PAM分解,利用最大似然函数推导出定时和相位误差函数,并迭代求解恢复出定时和相位信息。首先根据信号帧中独特码实现同步信息的快速捕获,然后运用直接判决后反馈迭代的方法进行定时和相位信息的跟踪。仿真结果表明,文中方法的性能逼近MCRB界,同时运算复杂度小,便于工程实现。     

一种用于OQPSK调制测试的快速载波同步方法

OQPSK调制信号测试中传统基于科斯塔斯环的载波同步方法具有载波捕获时间长与入锁慢特点,不能满足实时分析测试的处理需求。针对该问题,该文采用基于离散傅里叶变换的载波频偏预估计与简化载波同步环路相结合的改进方法,实现OQPSK调制信号测试中载波相位的快速精确跟踪。研究表明,所提算法可以有效的减小捕获时间且估计性能稳定,可以满足矢量信号分析测试的快速处理要求。     

TD-SCDMA系统中P-CCPCH同步方法

在研究了主公共控制物理信道(P-CCPCH)同步原理、介绍了现有的同步法的基础上,提出了一种新的P-CCPCH同步法.该方法基于SYNC-DL调制相位和载波频偏,可以非常好地克服由于载波频偏而引起的捕获概率降低的现象.仿真结果表明,该方法具有很好的抗载波频偏的性能,且检测概率高,运算量小,操作性强,易于实现.     

π/4-QPSK载波同步算法改进及数字化实现

基于高速突发通信对同步时间的要求以及实际工程实现的需要,对数据辅助式载波同步算法进行了改进。仿真表明当信噪比不小于8时,该算法仅需少量符号就能快速捕获初始相位,并解决了载波跟踪环的相位模糊问题。通过相位旋转,将变换成信号,采用通用环进行载波相位跟踪,硬件实现简单,适合于无线高速突发通信系统。     

一种新颖的全响应CPM信号载波频偏同步法

连续相位调制(CPM)具有许多线性调制法难以比拟的优势,但是其接收机实现复杂度高,信号同步困难。通过对CPM信号相位的分析研究找到相位变化特殊点,在这些点上相位的影响仅由频偏决定。据此提出了一种基于2P幂-滑动观测窗的快速收敛频偏估计算法。仿真表明,在系统开销较小的情况下该算法能很快实现精度足够的载波同步。     

OFDM同步跟踪阶段的频偏估计算法

ＯＦＤＭ对栽频偏差是很敏感的，因此不仅在同步的捕获阶段，而且在同步的跟踪阶段，精确的频偏估计是很重要的。文献［３］提出了一种简化的相干判决反馈的迭代算法来估计同步跟踪阶段的载频偏差，对于１２８个子载波、ＱＰＳＫ调制的ＯＦＤＭ系统，在多径衰落信道下，当频偏小于子载波间隔的１５％时，频偏估计的标准方差小于１％，但是这个结果是在假设信道频率响应、定时偏差、载波相位等参数已知的条件下取得的，而当这些参数的估计存在误差时，由仿真结果可看出，频偏估计性能恶化了，因此，提出了采用差分判决反馈的频偏估计算法，虽然只能估计小于子载波间隔 ８％的频偏，但差分判决反馈算法不需要知道信道的参数，由于在同步跟踪阶段，频偏一般都较小，因此采用差分判决反馈算法可以很好地估计出同步跟踪阶段的频率偏差。     

直扩OQPSK系统载波跟踪的设计及FPGA实现

针对高速运动目标的常用载波同步算法会引起同步失锁的现象,文中基于COSTAS环的设计思想,提出了一种基于OQPSK调制的载波跟踪算法,该算法不仅可消除由多普勒频移引起的载波频偏,还可克服OQPSK信号90°相位的不确定性。     

一种适用于突发16APSK信号的载波同步算法

为了实现突发16APSK信号载波同步,介绍了信号模型,给出了开环载波同步算法,分析了开环载波频偏估计和载波初始相位估计,介绍了闭环载波同步算法,重点介绍了载波相位误差提取和闭环载波跟踪。通过载波同步仿真分析了开环频偏和初始相位估计及闭环开环联合算法的性能,验证了其适用于突发16APSK载波同步。     

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。     

一种改进的高动态QPSK信号解调算法

正交相移键控(QPSK)调制解调方式广泛应用于深空通信、数字卫星通信等高速系统中,高动态QPSK信号具有较大的多普勒载波频偏,针对现有的解调算法对QPSK信号频偏估计范围小、精度较低等问题,提出了一种改进的高动态QPSK信号解调算法。该算法利用基于Zoom-FFT的Quinn频率估计算法对载波频偏进行估计,将频偏估计分为粗估计和精估计两个过程,对估计所得频偏进行补偿后利用Costas环完成载波同步。在MATLAB中对算法进行了仿真,仿真结果表明,该算法能够实现对高动态大频偏QPSK信号的有效捕获,与传统的解调方式相比,该算法对载波频偏的估计范围更大,且具有更高的频偏估计精度和更好的误码性能。     

高速率8PSK信号的载波同步及实现

提出一种高速率8PSK信号的载波同步方案,数字锁相环组合频偏搜索实现接收机小频偏的载波同步;多组小频偏同步单元的并行操作获得接收机大频偏的粗略估计,基于反馈闭环实现载波粗同步,然后由一组小频偏同步单元完成残余频偏的精确跟踪及相位同步.分析了载波同步的抖动特性,并基于FPGA实现了该方案.测试结果表明,该载波同步方案动态范围大,跟踪性能好,相位抖动小,长期稳定性好,在中低信噪比下,系统实现损耗小于0.5dB.适合于中继卫星信道高速率8PSK信号的载波同步.     

Carrier Synchronization for Very Low SNR

The Turbo decoding performance will suffer serious degradation under low signal-to-noise ratios (SNR) conditions for the reason of residual frequency and phase offset in the carrier. In this paper, an improved residual carrier frequency offset estimation algorithm based on u priori probability aided (APPA) phase estimation is proposed. A carrier synchronization loop that combines the iterative turbo decoder and the phase estimator together is constructed, where the extrinsic information obtained from the Turbo decoder is used to aid an iterative phase estimation process. The simulation results show that the algorithm performs successfully under very low SNR conditions (for example, less than -7.4 dB) with large frequency offset and phase error and the performance of this algorithm is very close to the optimally synchronized system.     

基于PLL环路的卫星QPSK载波调制信号相位跟踪算法

卫星信号接收端天线接收的卫星信号经过射频前端处理后会变成数字中频信号,而相位跟踪是中频信号处理的重要环节,准确的相位跟踪可以为卫星信号解码、测距和定位等功能的准确性提供保障.基于此,该文提出了基于锁相环（Phase Locked Loop,PLL）的卫星QPSK载波调制信号相位跟踪算法.该算法利用多路正交载波和二象反正切鉴相器获取精确的相位差信息,形成闭合回路锁定载波相位以实现跟踪.实验结果表明,多路异相载波的方法可实现更快速的相位锁定,与传统Costas环路和松尾环相比,进入稳态时间分别减少了20%和24%以上,稳态方差分别减小21%和32%.     

一种两步频率捕获和跟踪的载波频率恢复方案

针对正交频分复用(OFDM)系统中的载波频率恢复,本文提出了一种两步频率快速捕获和精确跟踪的恢复方案.首先基于半解析方法分析了频率偏移量对接收机性能的影响,然后基于最大似然估计器提出了频率偏移量的估计算法.最后,对于粗略频率捕获,方案利用单个同步序列的已知符号作为数据辅助捕获,一旦捕获结束,电路切换到判决导向跟踪模式来...