高速数传中定时同步技术的研究与实现

论文摘要

近年来,宽带卫星通信系统无论在民用还是军用领域都有着巨大的发展需求,而高速卫星数据传输技术则是宽带卫星通信系统建设首先要解决的一个关键课题。高速数据传输技术的研究与发展对解决未来天地高速信息传输具有重大意义。目前,高速数传系统主要采用全数字调制解调体系结构实现,而定时同步又是全数字通信接收机设计的关键技术。本文以教研室项目《高速调制解调设备开发》为背景,对涉及数字通信接收机中定时同步的若干重要问题进行了分析和讨论：首先,对定时同步模块理论上的性能分析目前还少有文献涉及,本文以应用需求为背景对该问题进行了深入分析和研究,系统地论述了Gardner定时同步环路各结构模块的模型建立,并以数字锁相环理论为理论依据对系统性能进行了较为全面的仿真分析；本文同时也对平方法进行了相应的仿真分析。其次,针对Gardner法和平方法在实际应用中的性能缺陷,本文研究了针对二者的诸多改进措施,并给出了对比分析结果,为在应用中寻求提高算法性能的措施提供了参考。最后,文章对项目中使用的平方定时同步算法实现细节进行了分析和阐述。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的主要内容及结构安排
• 第二章 定时同步理论基础
• 2.1 通信系统中的定时同步
• 2.2 定时估计性能限
• 2.3 定时同步算法及结构分类
• 2.4 数字锁相环理论基础
• 2.5 本章小结
• 第三章 Gardner定时同步环路研究
• 3.1 Gardner定时同步环路原理、结构及其等效数字锁相环
• 3.1.1 系统模型
• 3.1.2 等效数字锁相环路
• 3.2 Gardner定时同步环路性能仿真及分析
• 3.2.1 Gardner定时同步环路在MPSK系统中的性能
• 3.2.2 Gardner定时同步环路在MQAM/MAPSK系统中的性能
• 3.3 Gardner定时同步环路缺陷及性能改进
• 3.3.1 Gardner定时同步环路缺陷
• 3.3.2 Gardner定时同步改进
• 3.4 本章小结
• 第四章 平方定时同步环路研究
• 4.1 平方定时算法原理及系统结构
• 4.1.1 系统模型
• 4.2 平方定时算法性能仿真
• 4.2.1 平方定时模块在MPSK系统中的性能
• 4.2.2 平方定时模块在MQAM/MAPSK系统中的性能
• 4.3 平方定时同步算性能优化
• 4.3.1 平方定时算法的缺陷
• 4.3.2 模数混合符号频差同步环路
• 4.4 本章小结
• 第五章 定时同步算法实现方案
• 5.1 800M高速数传接收机总体结构
• 5.2 接收机前端处理
• 5.2.1 免混频采样原理
• 5.2.2 AD芯片选择及配置
• 5.2.3 匹配滤波
• 5.3 定时同步模块实现
• 5.3.1 定时相位误差估计
• 5.3.2 定时频差估计及定时校正
• 5.4 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果