SDPSK调制解调技术及在小卫星数据通信中的应用

SDPSK(Symmetrical DPSK)调制与 DPSK 相比,除同样有误码率性能好,适合非相干解调的特点外,在限带传输时还具有包络起伏小的优点,因而更适合在信噪比低、频率变化快、相位跟踪困难的非线性信道下使用,具体如小卫星移动数据通信系统。本文主要包括三部分工作,(1)首先介绍了 SDPSK 的调制理论及实现。(2)比较了 DPSK 与 SDPSK 调制信号在 C 类非线性功放下的性能,验证了前面的结论。(3)最后针对小卫星数据通信这一应用,讨论了 SDPSK 的非相干解调算法和定时、频率同步算法,并给出了频率跟踪环的仿真结果。     

SDPSK调制解调技术及在小卫星数据通信中的应用

SDPSK(Symmetrical DPSK)调制与DPSK相比,除同样有误码率性能好,适合非相干解调的特点外,在限带传输时还具有包络起伏小的优点,因而更适合在信噪比低、频率变化快、相位跟踪困难的非线性信道下使用,具体如小卫星移动数据通信系统。本文主要包括三部分工作,(1)首先介绍了SDPSK的调制理论及实现。(2)比较了DPSK与SDPSK调制信号在C类非线性功放下的性能,验证了前面的结论。(3)最后针对小卫星数据通信这一应用,讨论了SDPSK的非相干解调算法和定时、频率同步算法,并给出了频率跟踪环的仿真结果。     

100 Gbit/s级联交错相位调制码型信号的传输性能

介绍了一种应用于100 Gbit/s传输系统的新型光信号调制码型--交错差分相位调制码(SDPSK).该码型的解调仅通过一个1 bit延时的马赫曾德尔延时干涉仪和一个平衡接收机即可实现.与传统的4种级联相位调制码型进行长距离传输特性比较后证明:基于NRZ码和50%占空比RZ码的SDPSK码与相同包络的DPSK码具有几乎相同的色散容限和一阶偏振模色散容限;与有相同包络的DPSK信号和差分四相相移键控码(DQPSK)信号相比,基于NRZ码和RZ码的SDPSK信号具有更高的抵抗非线性负面效应的能力:经过90 km普通单模光纤传输并采用16 km色散补偿光纤进行后置色散补偿后,通过带宽值大于125 GHz的三阶高斯滤波器检测光信号,RZ-SDPSK信号的接收性能最佳.     

8DPSK传真信号解调/再调制的DSP实现

介绍了数字电路倍增设备(DCME)中8DPSK传真信号的解调／再调制技术。提出了一种适于DSP实现的非相干基带差分解调算法,采用该算法不需恢复相干载波即可实现8DPSK传真信号的全数字解调。另外根据8DPSK调制信号的空间矢量图的特点,提出了采用相位旋转的抽样判决方法,大大降低了抽样判决的运算量。最后简要介绍了利用基带信号的包络特征实现8DPSK传真信号解调位同步技术的原理和DSP软件的实现方法。     

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。     

SDPSK调制信号参数估计

对称差分相移键控(Symmetrical Differential Phase Shift Keying,SDPSK)调制限带传输时包络起伏小,更适合在非线性信道中使用,因而日益受到重视。通过分析SDPSK调制信号特性,推导出码速率、载频等调制参数估计方法,并利用线性调频Z变换(Chirp-Z Transformation)算法对估计结果进行了修正,测量精度得到进一步提高。Matlab仿真试验表明,该算法参数估计精度高,运算量小,易于硬件实现。     

一种基于数字测频的PCM/DPSK解调方法

本文提出了一种新颖的PCM／DPSK数字信号解调方法。通过数字测频算法,获取PCM／DPSK信号频率突变点,根据DPSK调制原理,实现PCM／DPSK信号的解调。文中详细介绍了此种解调方法的基本原理及实现过程,分析了解调过程中多普勒频率对解调结果的影响。计算机仿真结果表明,此方法比相干解调性能优越,抗干扰能力强,便于软件编程及DSP器件实现,具有一定的应用价值。     

PCM/DPSK遥测信号数字化解调技术研究

提出了一种新的PCM/DPSK遥测信号数字化解调方法。通过采用最小均方误差(LMS)自适应算法,跟踪信号的相位信息,获取PCM/DPSK信号相位突变点,根据DPSK调制原理,实现信号的解调。详细介绍了该解调方法的基本原理及实现过程,并分析了解调过程中多普勒频率对解调性能的影响。     

基于判决反馈的TurboDPSK

本文针对衰落信道中DPSK(differential phase-shift keying)信号的特点,提出了一种基于判决反馈的Turbo DPSK解调/译码算法,它利用判决反馈进行衰落信道的估计并计算信息比特的似然比.与基于BCJR(Bahl-Cocke-Jelinek-Raviv)的Turbo DPSK解调/译码算法相比,它可以大大降低运算复杂度,减少迭代译码过程中所需的存储空间.仿真结果表明,采用这种新的迭代解调/译码算法可以获得和基于BCJR的迭代解调/译码算法几乎一样的性能.     

SDPSK的调制与解调

详细分析SDPSK（Symmetrical DPSK）的调制特性，提出一种基带编解码方法及定时同步方法。基带编解码器由开关、延时单元和逻辑运算单元构成，不涉及复杂运算；而定时同步方法，直接通过基带信号运算得到同步时钟，不需要锁相环，运算量小。因此，所提出的基带编解码方法和定时同步方法非常适合硬件实现。仿真结果验证了算法的正确性。另外，通过对解调器性能的测试，分析了算法的局限性及应用范围。     

一种超宽带高速跳频信号实时非合作接收机

提出一种基于模数混合信道化宽带处理和实时流水处理技术的超宽带高速跳频信号实时非合作接收机结构,采用基于无盲区数字信道化、多通道数据融合的频率跳变时刻估计算法和针对差分相移键控(SDPSK)信号的实时解调方法,解决了超宽带高速跳频信号的实时解跳和解调难题。为进一步验证所提出结构和算法的有效性,设计并实现了一种针对2 GHz,20 000 Hop/s跳频信号的超宽带高速跳频实时非合作接收机。测试结果表明:该接收机能实现对超宽带高速跳频信号的实时解跳和解调。     

A novel U-turn counting hangup detection algorithm for SDPSKmodulation

A new hangup detection algorithm for symmetric differential phase-shift keying (SDPSK) modulation is proposed. Hangup is detected by observing phase transition patterns in the received SDPSK signal trajectory. The average pull-in times with and without the proposed hangup detector are compared. Simulation results show that the proposed algorithm significantly reduces the average pull-in time when the initial timing error is near the unstable null. We also show that the proposed algorithm is very robust against carrier frequency offsets     

有色随机噪声背景下互谱TLS-ESPRIT估计方法

现代互谱估计是抑制有色观测噪声的一种有效方法。对旋转不变技术估计信号参量的方法进行了深入的分析,并进而提出了有色声随机信号背景下互谱TLS-ESPRIT估计方法。这种方法的突出特点是几乎不需要任何色噪声的先验信息,并在很低信噪比下工作,避免了以往互谱估计本身所固有的在整个频域上的谱峰搜索,可直接通过特征值确定信号参数估计值。此方法只需两次SVD分解,计算量大大降低。仿真结果表明,该方法具有较好的谱估计分辨率和良好的稳定性。     

一种基于最大熵谱估计的高分辨率时间延迟估计方法

当采用相关法估计时间延迟时,多径时延的分辨率受到相关函数主(?)宽度的限制。本文将最大熵谱估计方法中的Burg算法和Marple算法引入不可解的多径时延估计,可以得到较高的时延分辨率。给出了原理和性能分析以及计算机模拟的结果。     

基于GPU的宽带信号时延差与相位差估计方法

针对多天线信号合成系统对于宽带、高速、并行信号的实时合成需求,设计了基于图形处理单元（Graphics Processing Unit,GPU）的宽带信号时延差与相位差估计方法,对估计方法中的快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform,FFT)、共轭相乘、累加平均等模块进行了相应的线程并行程序设计。为充分发挥GPU的并行运算能力,利用异步流并发的方式对估计方法进一步优化,从结构层面有效提高了数据的并行处理效率。对基于GPU的宽带信号时延差与相位差估计方法进行了实验验证,多次实验测试结果表明,数据量为512 000时,在保证估计正确性的基础上,该方法相比传统串行CPU估计方法约有125倍的加速比,采用该方法可实现对多天线信号参数的实时估计。     

限幅OFDM系统中的判决辅助信道估计

在正交频分复用(OFDM)系统中，对基带时域信号限幅是通常采用的一种降低信号峰均比的方法，但是由限幅产生的非线性干扰使系统的信道估计和信号检测性能降低。本文针对OFDM系统的频域插值信道估计方案，分析了限幅对信道估计性能的影响，提出一种利用判决的信号辅助信道估计的方法，并分析了该方法为信道估计所能提供的最大信干比增益。理论分析和仿真结果表明这种方法能够提高信道估计的精度，从而提高信号检测的性能，降低接收机的误符号率。     

基于高阶循环累积量的载波频率估计

首先系统总结了高阶循环累积量估计载波频率的研究成果,从理论上推导出MASK、MPSK和MFSK信号的测频原理,并对平方降价法的性能进行了测试,指出了平方降阶法的局限性。然后以16QAM信号为例,从理论上证明此方法同样可以应用于MQAM的载波频率估计,并进行了仿真验证,从而扩展了此方法的适用范围。最后,进行了小结,指出测频方法存在的问题及解决方法。     

基于循环互相关的宽带信号时差估计

研究了定位中的宽带信号时差估计问题，给出了时差估计信号模型，分析了信号的循环相关特性，提出了基于宽带信号循环互相关的时差估计算法。最后采用计算机进行了仿真实验，给出了估计性能的曲线，并和广义相关算法进行比较，仿真实验表明本文所提算法具有较好的估计性能。     

复白噪声中复正弦波频率估计方法研究

在信号处理中,估计淹没在高斯白噪声中的正弦波频率具有相当的应用价值。本文在MATLAB环境下,首先对单谱线法、双谱线法（Rife）以及功率加权求平均等频谱校正算法进行比较。然后通过仿真实验得出,延长观测时间有益于频率估计的结论,并对信号采样频率的选择进行讨论。最后针对短持续时间信号的频率估计,给出了基于复解析带通滤波的...