面向MQAM调制编码辅助单载波时频同步算法研究

论文摘要

随着通信技术的发展,高频谱效率的需求使得高阶正交幅度调制(QAM)成为一种十分具有吸引力的调制方案。另外,未来的通信系统需要提供更高的数据传输率和功率效率,这使得使用功能强大的差错控制编码成为一种必然。在通信系统中,系统性能的好坏取决于译码器能否正确译码,然而译码器能正确工作的前提是进入译码器前的数据需要经过精确的同步,包括载波同步和定时同步。遗憾的是,高阶调制系统中,传统的载波、定时同步方式在较低信噪比环境下都很难正常工作,使得译码电路与解调电路脱节,出现无码可译的系统性能瓶颈。近几年来,编码辅助的同步算法可以在这种环境下能正常工作,因而得到了许多学者的关注,因此本课题针对码辅助的同步问题进行了相关的研究。论文结构如下:第一章,对本论文中所涉及的编码辅助单载波定时同步和载波同步的研究现状作了简要的总结。第二章,简单介绍了MQAM调制、解调原理;详细推导了时频偏差对调制性能的影响;最后给出了相应的仿真结果并进行了分析。第三章,对编码辅助单载波定时同步算法进行了研究。介绍了Gardner算法、基于译码后软信息合并的编码辅助定时同步算法;提出了一种基于译码前软信息合并的编码辅助单载波定时同步算法,给出了该算法的系统模型、实现步骤以及仿真结果,并对改进后的同步算法与原有同步算法的性能进行了比较。第四章,对编码辅助单载波载波同步算法进行了研究。介绍了极性相位判决算法、COSTAS码辅助单载波载波同步算法,并对算法进行了性能仿真和分析;提出了一种改进的编码辅助载波同步算法,给出了该算法的系统模型、实现步骤以及仿真结果。第五章,给出了本文改进的编码辅助定时同步和载波同步算法联合起来的系统模型,给出了系统的性能仿真结果并对结果进行了分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 编码辅助单载波定时同步主要研究内容
• 1.2 编码辅助单载波载波同步主要研究内容
• 1.3 本文结构及内容安排
• 第二章 同步偏差对MQAM 性能的影响
• 2.1 MQAM 调制
• 2.1.1 MQAM 调制原理
• 2.1.2 MQAM 的性能
• 2.2 同步偏差对MQAM 性能的影响
• 2.2.1 信号模型
• 2.2.2 性能分析
• 2.2.3 定时偏差对性能的影响
• 2.2.4 载波相位偏差对性能的影响
• 2.2.5 性能仿真
• 2.3 本章小结
• 第三章 编码辅助单载波定时同步研究
• 3.1 Gardner 算法
• 3.1.1 Gardner 定时误差估计算法推导
• 3.1.2 算法的独立性分析
• 3.2 编码辅助定时同步算法
• 3.2.1 基于译码后软信息合并的定时同步算法
• 3.2.1.1 系统结构
• 3.2.1.2 算法说明
• 3.2.2 基于译码前软信息合并的定时同步算法
• 3.2.2.1 系统结构
• 3.2.2.2 算法说明
• 3.2.2.3 算法具体步骤
• 3.2.3 仿真流程图及仿真结果
• 3.3 本章小结
• 第四章 编码辅助载波同步算法研究
• 4.1 极性判决相位检测算法
• 4.2 COSTAS 算法
• 4.2.1 算法说明
• 4.2.2 仿真结果
• 4.3 编码辅助极性判决算法
• 4.3.1 结构框图
• 4.3.2 算法步骤
• 4.3.3 性能仿真
• 4.4 本章小结
• 第五章 基于编码辅助的载波和定时同步恢复设计方法
• 5.1 载波和定时同步联合设计的系统结构
• 5.2 算法流程
• 5.3 仿真流程图及性能仿真
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结
• 6.1 本文主要工作和贡献
• 6.2 下一步工作建议
• 致谢
• 参考文献
• 硕士研究生期间的研究成果
• 个人简历