一种强鲁棒性的载波参数估计解耦合技术

在高速移动通信系统中,收发双方往往面临较大多普勒频移和有限导频开销两个问题,从而会严重影响传统载波同步模式（Traditional Carrier Synchronization Pattern,TCSP）的整体性能.为此,本文提出了一种强鲁棒性的载波参数估计解耦合技术（Carrier Parameter Rstimation Decoupling Technique ,CPEDT）,并应用到传统载波同步模式（CPEDT-TCSP）中.首先在接收端任取一段导频信号进行解调操作,然后对解调信号进行有效延迟 长度为α的相关运算,一方面利用该相关运算的结果作频偏估计,另一方面利用取α为导频长度一半的相关运算结果的共轭形式与解调信号一同作最大似然相偏估计.理论分析和仿真结果均表明,考虑修正的数据帧结构,提出的CPEDT-TCSP可以实现传统载波同步模式中频偏估计和相偏估计的解耦合,同时还能够显著降低最大似然相偏估计的复乘运算量.     

基于对称帧结构的联合频相估计

针对短突发通信系统中联合频相估计的剩余频偏对相偏估计的影响,首次引入对称帧结构的概念.首先,基于一种通用（非对称）帧结构,给出了对称帧结构的概念,并推导出基于此结构的数据辅助和非数据辅助两种同步模式下的载波参数估计克拉美罗界.然后,根据该对称帧结构下载波参数估计克拉美罗界的特征,提出了一种基于对称帧结构的联合频相估计.仿真结果表明,以基于最大似然准则的联合频相估计为例,相较于采用非对称帧结构的相偏估计,采用对称帧结构的相偏估计可以获得更低的均方误差和更大的抗频偏能力.     

基于“绿色通信”理念的自适应载波同步系统方案

针对当前载波同步算法在低信噪比下存在的开销大和复杂度高的问题,提出了一种基于“绿色通信”理念的自适应载波同步系统设计方法。首先利用控制参数法使最佳性能方案向次最佳性能方案转化,然后在满足较小信噪比损失的前提下比较各方案并给出具有开销小和复杂度低的方案。仿真结果表明相比最佳性能方案,次最佳性能方案的导频开销和复杂度分别可降17%和38%,因而非常符合“绿色通信”的理念。     

基于相位解模糊的简化对角互相关频偏估计算法

针对导频符号辅助调制（Pilot-Symbol-Assisted-Modulation,PSAM）的短突发信号载波同步,提出了一种基于相位解模糊的简化对角互相关（Phase Un-Wrapping Simplified Diagonal Cross Correlation,PUW-SDCC）算法。其基本思想是,首先借鉴自相关估计的思想设计出对角互相关（Diagonal Cross Correlation,DCC）算法,然后再利用复信号指数化的近似获得了简化DCC（SDCC）算法,最后将该简化算法应用到基于Monte-Carlo仿真的解相位模糊（PUW）方法中,得到了可适应大频偏的SDCC（PUW-SDCC）算法。仿真表明,与现有的频偏估计算法相比,该算法的归一化估计频偏可以达到符号速率的一半,并具有更高的估计精度和适中的复杂度,更适用于短突发通信。     

一种高效的串行级联非递归GMSK系统设计

在诸如卫星通信、深空通信和无人机通信等领域中,收发端通常工作在低信噪比、功率和频谱双重受限的条件下。因此,串行级联CPM(包括GMSK调制)方案得到了广泛的关注和应用。针对串行级联CPM中非相干解调算法存在的较大性能损失,提出了一种导频辅助的准相干解调算法。该算法的基本原理是将编码后的序列分成若干组,在每组数据块中分插导频符号后送入调制器,解调时在相邻导频块之间采用状态初始化后的BCJR算法。仿真结果表明:非联合迭代方案下,利用少量导频辅助的准相干解调串行级联CPM系统可以获得接近于相干解调的性能;联合迭代方案下,仅利用2个导频的准相干软输入软输出串行级联CPM系统能够得到将近2 dB的性能增益。此外,设计的串行级联CPM系统还具有一定的抗突发错误能力。     

一种宽范围低复杂度的载波频偏估计算法

针对短突发通信系统存在的频偏估计相位模糊问题,本文提出了一种宽范围低复杂度的时域相关频偏估计算法——基于相位解模糊的部分互相关算法.该算法利用自相关算法思想和相关代数知识消除了其复乘运算,再利用基于蒙特卡罗仿真的解相位模糊算法解决了其相位模糊问题,从而适应大频偏下的短突发通信环境.最后仿真结果表明,与经典的M&M、AC和Giugno时域算法相比,在保证了较大估计范围的同时,该算法具有更高的估计精度和更低的复杂度,适用于低时延高可靠的短数据包传输.     

基于多元LDPC码的迭代符号定时恢复

针对极低/低信噪比深空通信中传统符号定时恢复难的问题,本文提出了一种联合符号定时恢复与多元LDPC迭代译码的方案。该方案将Mueller& Muller符号定时恢复算法与迭代译码方法相结合,对符号周期内的动态时延进行校正。根据译码反馈信息的不同,迭代译码方法可分为基于译码硬信息和译码软信息两种迭代方法。仿真结果表明,在高阶调制、低信噪比和动态时延下,基于两种迭代方法的符号定时恢复算法均取得了接近于理想情况的性能,且收敛速度快,适合于工程实现。其中,由于基于译码软信息迭代的符号定时恢复算法保留了更完整的概率信息,因而性能更优。      

联合频相估计中的对称化解耦合技术

在突发通信系统中,针对联合频相估计中剩余频偏严重影响相偏估计的缺陷,提出了一种对称化解耦合技术．首先,分析了对称化的采样时刻集可以使联合频相估计解耦合的特点,并由此提出了对称化解耦合技术; 然后,在数据辅助和非数据辅助两种同步模式下,将该技术运用在联合频相估计中,并给出了相应的理论分析; 最后,提出了串行/并行联合频相估计器的概念．理论分析和仿真结果表明,经过对称化解耦合操作可以降低相偏估计的均方误差,同时也具有更强的对抗剩余频偏的能力,可容忍的剩余频偏范围至少扩大为原来的三倍．另外,该技术对具体的联合频相估计算法没有要求,具有一定的普适性．