全数字接收机中的位同步技术研究

论文摘要

工作,很大程度上依赖于同步技术的优劣。也就是说,同步技术的好坏将直接影响通信质量的好坏,它是通信系统中的一项关键技术。而位同步是最基本的同步,它是正确取样判决的基础,使信号在接收端恢复出正确的数据。论文主要研究全数字接收机的位同步技术。论文的主要研究工作和成果概括如下:1、系统地介绍了在不同情况下的位同步算法,分析了连续信号和突发信号两种不同情况下的位定时技术,讨论了反馈式和前馈式算法。另外,针对不同调制信号,如QPSK,BPSK,OQPSK,QAM,MSK信号,根据它们的特点,研究了位同步算法的不同。2、研究了全数字接收机中的插值,插值是全数字接收机的特殊问题,在数字调制解调器中,如果采样率与数据符号不同步,则必须通过插值对定时进行调整。介绍内插滤波器的原理和各个组成部分,对插值滤波器进行性能分析。为降低计算复杂度和占用资源,论文设计了一种基于多项式的插值滤波器优化结构。论文仿真研究表明,设计的插值滤波器能可靠工作。3、Gardner算法是一种非面向判决的定时误差检测算法,独立于载波相位估计,只需要每个符号两个采样点即可实现误差检测,其中一个点用于符号判决。论文针对全数字接收机系统的需要,采用Gardner算法设计了其定时误差估计算法,研究了升余弦滚降系数对定时估计误差影响。论文研究表明,设计Gardner算法及插值滤波器等构成的定时同步方案能实现系统正确的数据恢复。4、对数字滤波平方算法及其改进算法在位定时估计中的应用进行研究,通过仿真比较,得出改进后性能有显著改善。论文对改进算法在不同估计长度情况下的性能进行分析,获得了最佳性能所应满足的条件。论文研究是基于全数字接收机的需要开展的,研究内容及相关结果可进一步推广应用到软件无线电系统的位定时技术研究与设计。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 全数字接收机的特点
• 1.3 全数字接收机的发展概况
• 1.4 研究内容和组织结构
• 1.5 小结
• 2 位同步技术研究
• 2.1 连续信号的位同步
• 2.2 突发信号的位同步
• 2.3 不同调制信号的位同步
• 2.3.1 QPSK 信号
• 2.3.2 OQPSK 信号
• 2.3.3 QAM 信号
• 2.3.4 MSK 信号
• 2.4 小结
• 3 全数字接收机中的插值滤波器
• 3.1 定时恢复中的插值法
• 3.1.1 插值方程
• 3.1.2 插值控制
• 3.1.3 插值抖动
• 3.2 插值滤波器的性能分析
• 3.2.1 脉冲响应的持续时间
• 3.2.2 阻带响应
• 3.2.3 通带响应
• 3.3 插值滤波器的实现及优化
• 3.3.1 基于多项式的插值滤波器
• 3.3.2 插值滤波器的实现
• 3.3.3 插值滤波器的优化
• 3.4 仿真与分析
• 3.4.1 插值滤波器的脉冲响应
• 3.4.2 环路滤波器的仿真
• 3.4.3 分数间隔计算器的仿真
• 3.5 小结
• 4 全数字接收机中的定时恢复
• 4.1 基于插值的定时恢复环路模型
• 4.2 基于GARDNER 算法的定时恢复
• 4.2.1 Gardner 算法
• 4.2.2 Gardner 算法的定时恢复模型
• 4.2.3 定时误差检测的特性及仿真
• 4.2.4 计算推导
• 4.3 基于数字滤波平方算法的定时恢复
• 4.3.1 计算推导
• 4.3.2 定时误差估计的统计特性
• 4.3.3 一种改进的定时误差估计方法
• 4.3.4 定时误差估值分析
• 4.4 仿真与分析
• 4.4.1 Gardner 算法仿真
• 4.4.2 数字滤波平方算法仿真
• 4.5 小结
• 5 总结与展望
• 5.1 论文总结
• 5.2 下一步展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录