带分数延时功能的符号同步环路的设计与实现

模拟下变频或基于多相滤波的数字正交变换都可能会在I路和Q路之间引入一个固定的分数倍采样点的延时,提出一种分数延时校正和符号定时同步相结合的方案,使两种误差在同一个环路中得到解决,符号定时同步环路采用Gadner时钟误差鉴相算法和拉格朗日内插算法,方案在1 024QAM解调系统中验证成功。     

全数字接收机码元同步的研究

在数字通信中,码元同步的目的是要在接收端确定每个码元符号的正确起止时刻。码元同步是数字通信的诸多同步中首要的问题,没有码元同步,就无法解调出所传输的数字信息。本文采用Gardner定时误差估计算法对全数字接收机的码元同步环路进行了研究和仿真分析。该同步环路由内插滤波器、Gardner定时误差检测、环路滤波器、定时NCO...     

一种用于遥测多符号检测的位同步算法

为使现有遥测脉冲编码调制/调频(PCM/FM)系统中的定时同步环路可直接用于多符号检测(MSD),从而降低系统的复杂度,提出了一种适用于遥测PCM/FM MSD的位同步算法。该算法采用MSD的似然比作为定时估计的统计变量,据此可直接利用传统PCM/FM限幅鉴频接收机中的定时同步环路来实现位同步。与传统的基于“迟早门”的MSD位同步算法相比,所提算法节省了一个MSD支路的运算,极大降低了接收机存储和计算资源。此外,所提算法采用Gardner算法作为定时误差检测单元,便于高速实现;所提算法的定时估计误差的归一化方差在低信噪比区仍小于0.01,满足遥测接收机的要求,且误比特率(BER)性能与理想同步情况相比,几乎没有损失。     

一种改进的定时误差检测算法

定时恢复环路是数字接收机同步模块的一个重要组成部分,Gardner算法以实现结构简单,不敏感于载波相位,独立于调制方式等优点作为定时误差检测算法广泛应用于数字接收机的定时恢复环路中。鉴于Gardner算法在数字接收机定时同步中的广泛应用,并通过比较Gardner算法及其改进算法的定时抖动和捕获性能,研究了一种改进的Gardner定时误差检测算法。仿真结果表明,该算法对于MPSK恒包络的调制信号定时抖动性能有很明显的改善,并且在小滚降因子下改善仍然成立,但是对于16QAM非恒包络的调制信号改善不理想。     

基于System Generator的Gardner算法的建模与实现

为了在数字无线通信中实现位同步,设计一种基于Gardner算法的位同步系统.该系统由定时误差检测,环路滤波器,内插滤波器以及控制器模块组成,运用Xilinx公司高级系统级FPGA开发工具System Generator实现对各个模块的建模和实现.结果表明Gardner算法只需每个符号周期内采样2次,就能算出定时误差,并且对载波相位不敏感,这就使得Gardner算法的结构简单、运算量小,从而能够得到广泛应用.     

基于Laurent分解的GMSK定时同步环路

定时同步是数字调制信号接收不可或缺的环节。对于GMSK信号定时同步,现有算法多为数据辅助或前馈类算法。从GMSK信号的Laurent分解出发,结合Gardner定时同步环路,提出了一种基于Laurent分解的GMSK信号定时同步环路。该环路采用2 bit差分来提取定时误差,用于控制内插时刻,环路简单,运算量小,易于工程实现。仿真结果表明,即使对于小BT值GMSK信号,该方法依然可以有效提取定时误差,且具有较强的抗噪声性能。     

一种基于插值的定时同步算法研究

基于MSK调制通信系统,采用四阶差分定时误差检测算法对基于插值的定时同步环路进行了研究和分析,并提出了一种以插值输出信号均方误差最小为准则的插值滤波器设计,提高滤波器输出精度,改善定时同步环路同步性能。通过MATLAB仿真验证,与Lagrange插值滤波器相比,基于最小均方插值的定时同步算法,跟踪阶段定时抖动小,对噪声具有抑制作用,在信噪比较低的情况下也具有较好的同步性能。     

一种优化的OFDM符号定时与频偏估计算法及其FPGA实现

符号定时与频偏估计是OFDM系统中的关键技术之一.本文分析了符号定时偏差与载波频偏对OFDM系统性能的影响,提出了一种优化的最大似然同步算法,并给出了在FPGA中的硬件实现方案,得到其仿真结果.传统的循环前缀符号同步算法,仅仅利用一个OFDM符号的循环前缀及其相应部分的相关性,其相关峰值不明显,同步效果不理想.本文提出一种充分利用连续多个OFDM符号同时进行相关功率运算,在同样信噪比的情况下,相对于单个OFDM符号进行同步估计的系统,符号定时与频偏估计的精度更高,误差更小.     

基于内插滤波器符号同步的实现

比较了同步采样和异步采样条件下符号同步实现方法的不同,在全数字接收机中需要采用内插方法来实现符号同步,内插滤波器是一种线性时变滤波器,在工程中可以采用多项式内插函数来近似,采用FARROW结构实现。在此基础上介绍了内插法符号同步环路的结构,组成单元,其中详细介绍了内插控制器和定时误差检测器的原理。在AWGN信道中针对QAM64信号进行了仿真和实现,眼图和星座图恢复良好,该符号同步环路可以应用于侦察接收机的解调器中。     

联合重采样的并行双反馈时频域符号定时恢复算法

针对现有符号定时恢复实现算法难以兼顾大吞吐量、高收敛精度和强抗定时误差算法能力的问题,提出一种联合重采样的高速并行定时恢复算法,利用双反馈环实现定时频偏和定时相偏的纠正。在设计并行重采样时,提出并行数控振荡器的实现方式以及利用使能排序和移位寄存器的方式来实现数据重排序。在进行定时恢复环路设计时,分析并推导O&M定时误差估计算法的并行实现结构,在对定时相/频偏纠正原理分析的基础上提出环路纠正的设计方法和实现结构。FPGA实测结果表明,所提算法能够实现最高64APSK调制信号4～16倍任意倍符号率的符号定时恢复,且与理想信号的误差向量幅度（EVM）在4%以内,满足宽带卫星通信需求。     

QPSK全数字接收机定时同步环路

将三阶立方拉格朗日多项式内插算法和Gardner定时误差检测算法应用于QPSK全数字接收机定时同步环路,并对构成环路的其他部分,环路滤波器以及数控振荡器进行分析并提出实现方法。通过仿真,证明上述算法具有良好的性能,可以很好的解决定时同步问题,并在FPGA上实现整个环路设计方案,使得数字解调的硬件实现具有良好的灵活性和可移植性。     

Full frequency-phase synchronization for physical-layer distributed clocks

In wireless networks,the majority of cooperative communications rely on the high-accuracy timing synchronization among isolated nodes.However,most presented physical-layer distributed synchronization a...     

Timing recovery for OFDM transmission

Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is an effective modulation technique for high-rate and high-speed transmission over frequency selective fading channels. However, OFDM systems can be extremely sensitive and vulnerable to synchronization errors. In this paper, we present a scheme for performing timing recovery that includes symbol synchronization and sampling clock synchronization in OFDM systems. The scheme is based on pilot subcarriers. In the scheme, we use a path time delay estimation method to improve the accuracy of the correlation-based symbol synchronization methods, and use a delay-locked loop (DLL) to do the sampling clock synchronization. It is shown that by using this scheme, the mean square values of the symbol timing estimation error can be decreased by several orders of magnitude compared to the common correlation methods in both the AWGN and multipath fading channels. In addition, the scheme can track the symbol timing drift caused by the sampling clock frequency offsets     

基于DVB-C的符号同步电路优化设计

根据DVB-C标准,采用反馈环路实现符号同步,其中时钟误差检测器选择M&M算法.通过复用将符号同步电路中时钟误差检测器和环路滤波器的乘法器数目由六个减少到两个,减少了硬件规模.通过对所设计的符号同步环路仿真,环路能够在采样时钟抖动为200×10-6时完成对64QAM(正交幅度调制)信号的符号同步,并能在较短时间内达到收敛.     

基于PAM分解的高阶部分响应CPM信号盲定时同步算法

针对高阶部分响应连续相位调制(CPM)信号盲定时同步中存在定时精度较低以及容易出现假锁等问题,该文从脉冲幅度调制(PAM)分解的角度出发,设计了一种新的适用于高阶部分响应CPM信号的定时同步器结构,并在此基础上结合基于马尔科夫链模型的定时假锁检测方法,提出了一种适用于高阶部分响应CPM信号的盲定时同步算法.该算法通过对CPM信号的PAM脉冲进行优化处理,有效减少了匹配滤波器以及网格状态的数目,同时使用辅助定时误差检测器和假锁检测器来实时监测假锁现象.理论分析和仿真结果表明,对于四阶部分响应CPM信号,在低信噪比并存在较大初始定时误差条件下,该算法也能够实现精确快速的定时同步.     

基于四维混沌系统的OFDM同步算法

针对传统同步算法计算复杂度高,符号同步和载波同步精度低,保密性差等缺点,提出一种基于四维混沌系统的OFDM同步算法.首先通过分析该四维系统的动力学特性、对初始值的敏感性和计算Lyapunov指数等方式,证明该系统是一个新混沌系统,并分析生成的混沌序列相关性质.然后将混沌序列用于构造一个L等分的同步训练序列,基于该同步训练序列提出一种新的OFDM系统符号同步和载波同步方法.理论分析和仿真结果表明新算法计算复杂度低,符号同步和载波同步精度高,增强了系统保密性.     

一种全数字位同步检测算法

位同步检测是实现全数字接收机开环定时恢复的关键技术。本文推导了基带PAM(脉冲幅度调制)信号的互相关函数,指出基带PAM信号的互相关函数中含有位同步信息,以此为依据得到了一种位同步检测算法。该算法可采用递归结构实现,且与载波相位误差无关。