基于导频辅助的预编码连续相位调制(CPM)信号精确同步算法

针对连续相位调制(continuous phase modulation,CPM)信号同步问题,提出一种基于导频辅助的位定时与载波同步算法?导频信号由伪随机码构成,采用二进制预编码连续相位调制,在不破坏恒包络特性的基础上同时保留其伪随机特性?利用该导频信号可以实现位定时误差?载波频偏?相偏各参数并行独立估计?算法首先推导出同步头相关函数的闭合表达式;然后利用相关函数的单峰特性,通过搜索第1大和第2大采样值,实现对定时误差?相位误差的精确估计,并利用相位估计值通过差分计算实现对频偏的估计;最后通过计算机仿真,给出了该算法关于定时?相位?频偏估计的抗噪性能和估计范围 ? 结果表明,该算法在加性高斯白噪声信道中具有良好的性能,各同步参数在估计范围内和较低信噪比条件下能够接近修正的克拉美罗(modified Cramer-Rao bound,MCRB)?     

一种改进的编码辅助载波同步算法

编码辅助同步算法利用译码软信息迭代更新同步参数,有效地实现了低信噪比环境下的载波同步。针对目前这类算法存在频偏估计范围小且估计精度受限的问题,设计了一种新的迭代载波同步系统,利用译码软信息分别进行去调制和更新误差信号,在通过改进的频偏估计器补偿频偏之后又结合科斯塔斯环(costas loop)进一步修正相偏,使得译码器和同步器均趋于收敛。仿真结果表明,提出的算法能够大幅提高频偏估计范围,且与理想同步译码相比,最大性能损失不超过0.2 dB。     

低信噪比下时频联合的载波同步算法

针对短突发通信在低信噪比下编码辅助同步算法存在估计精度低和同步范围小的问题,提出了一种时频联合的载波同步(JTDFDCY)算法。首先采用频域估计算法、时域估计算法和最大似然(ML)算法对导频信号进行处理,得到频率粗估计值和相位粗估计值;然后用频率粗估计值和相位粗估计值对接收信号进行补偿,并对补偿后的信号进行解调解码、重新编码、基带调制,得到软判决符号;最后采用时域相关和算法和ML算法对软判决符号进行处理,得到频率细估计值和相位细估计值,进而实现有效的载波同步。仿真结果表明:JTDFDCY算法在低信噪比下的粗估计能够兼顾频率估计范围和估计均方根误差的要求;当归一化频偏在(-0.5,0.5)范围时,仅利用6.1%的导频开销即可将系统的性能损失控制在0.1dB以内。     

基于定时-相位联合估计的CPM并行同步算法

针对连续相位调制(continuous phase modulation,CPM)信号非数据辅助算法同步精度差问题,提出了一种基于定时-相位联合估计的低复杂度并行同步算法.采用非数据辅助方法从离散域分解CPM信号,推导新的相位偏移误差估计公式,根据定时-相位联合似然函数,利用误差估计方法相似形式,设计了一种适用于CPM信号的并行同步方案.该方法在低信噪比条件时对似然函数进行近似,从而减少同步参数对同步性能影响,通过引入双同步精度源,迭代求取相偏估计最优解,提高非数据辅助算法同步增益.仿真结果表明,并行同步算法与直接联合算法相比,以较低系统复杂度代价获得同步性能提升,在低信噪比环境下,性能逼近修正克拉美罗限.     

非协作mCPM信号调制识别与解调算法研究与实现

提出一种非协作通信中CPM信号调制类型盲识别算法,利用调制指数、符号率和频偏对调制类型进行联合估计. 在此基础上,根据mCPM信号的差分相位,完成了CPM信号的盲解调. 理论分析与实际数据实验表明,新方法具有较高的调制类型正确估计概率,且达到了较好的解调效果.      

一种改进的BPSK信噪比估计方法及其FPGA实现

传统的二进制相移键控(binary phase shift keying,BPSK)信号的最大似然信噪比估计方法需要数据辅助,绝大多数只能在符号同步后进行估计,且不能有残余的载波相偏?针对此问题对该估计算法进行改进?利用二次方去除信号中的相位调制,不再需要数据辅助;对同相和正交通道分别进行处理,合并估计结果消除解调载波的相偏影响;直接对模/数(analog to digital, A/D)转换后样值进行分组估计,不需要进行符号同步?改进的信噪比估计算法复杂度低,是一种盲估计算法,可在符号同步前进行估计,且允许解调载波存在相差,具有很高的实用性?仿真表明,该算法在较低的信噪比下仍然有较高的估计精度,采用现场可编程逻辑门阵列(field programmable gatearray,FPGA)对改进算法进行了验证?     

LTE系统小区搜索中SSS时频同步算法的研究

时频同步是终端小区搜索过程中的核心模块,其性能的好坏将直接影响系统的解调性能。通过对时分长期演进（time division long term evolution,TD-LTE)系统小区搜索过程中时频同步算法的研究,结合辅同步信号（secondary synchronization signal,SSS）序列时域信号特性,给出了一种基于SSS对称相乘的时频同步算法。该算法利用SSS信号的时域共轭对称性能够准确地估计出SSS信号的中心共轭对称点,进而获取定时同步;同时,定时同步位置所对应的小数倍频偏计算结果即为小数倍频偏估计值。在MATLAB中对该算法的性能进行仿真与分析。仿真结果表明,利用SSS进行定时同步能够很好地抵制大载波频偏对定时同步性能的影响。从计算过程来看,该算法仅利用接收信号的对称相乘运算来估计小数倍频偏估计,极大降低了计算复杂度。该时频同步算法性能良好、复杂度低,较常规算法可靠性有较大提高。     

压缩感知在多载波EBPSK雷达中的应用

将压缩感知(CS)技术应用于多载波相位编码脉冲雷达中,分析了该雷达的目标时延和多普勒频率估计以及不同频点散射系数估计的性能.对比了在不同目标数条件下采用BCoSaMP重构算法时EBPSK与BPSK的目标时延和多普勒频率估计性能,并估计了雷达的目标散射系数.仿真结果表明:基于CS的密集多载波雷达的目标检测性能优于正交多载波雷达,而且在正交与密集多载波条件下,EBPSK调制的目标检测性能优于BPSK调制;目标散射系数估计精度与信噪比呈对数关系,在低信噪比时EBPSK调制的目标散射系数估计性能优于BPSK调制.理论分析与仿真结果表明了CS技术在降低信号的采样频率方面的有效性和可行性.     

高阶调制编码辅助相位同步设计与实现

介绍了一种新型信道编码辅助最大似然载波相位同步算法,通过仿真分析了相位同步算法的估计精度以及对系统误码率的影响,提出了一种基于FPGA的嵌入式LDPC编码辅助载波相位同步算法结构,实现了LDPC译码器与相位同步器联合迭代,显著降低了算法的计算复杂度和处理延时.在Xilinx公司Kintex-7系列FPGA平台对上述算法进行了实现,给出了资源的使用情况.硬件测试结果表明,编码辅助相位同步算法的误码率曲线与理想同步下的结果非常接近.考虑到数据辅助相位同步插入导频引入的信噪比损失,编码辅助相位同步算法可获得约0.7~0.9 dB的信噪比增益.      

基于最大似然估计和Kalman滤波的BPSK载波同步方法

针对低信噪比及大多普勒频率变化率情况下的载波同步问题,提出一种基于最大似然估计和Kalman滤波相结合的跟踪环结构.利用最大似然估计在低信噪比环境下准确估计载波频率和相位,并结合Kalman滤波对载波变化进行稳定跟踪.其中利用二分法搜索保证低计算复杂度的同时提高了估计精度.仿真结果表明了此载波跟踪环路良好的跟踪性能.     

基于导频和循环前缀联合的OFDM系统频率同步算法

正交频分复用（OFDM）是一种高效的数据传输技术,具有良好的抗衰落能力,可实现并行传输.但是OFDM对同步误差十分敏感,特别是频率同步误差.传统的基于导频和循环前缀的算法虽对频偏估计很有效,但计算复杂度较高.该文在联合算法的基础上提出了一种改进的频率同步算法.该算法通过简化最大似然函数降低了频偏估计的计算复杂度并提高了估计性能.通过仿真表明,在信噪比较高时,改进的算法频偏估计性能更优于联合算法.     

采用数据辅助的单通道同频混合信号参数估计方法

在非合作卫星通信中,针对具有固定帧长及帧同步序列的单通道同频混合信号的参数估计问题,提出了一种基于数据辅助的参数估计算法。该算法先对帧长及帧头起始位置进行估计,并提取帧同步数据构建辅助函数。在与混合信号做相关运算后去除干扰项,峰值搜索得到频率偏移的精确估计值;使用辅助函数简化混合信号,随后基于最大似然估计理论,实现对信号初相信息的提取。在算法研究的基础上,推导了单通道同频混合信号参数估计的修正克拉美罗界,为算法的性能分析提供了理论依据。仿真结果表明,当帧同步信号达到一定数量时,频率偏移估计方差达到10-7,初相估计方差达到10-3,性能接近MCRB理论界。     

连续相调制信号判决-导引载波恢复环路性能分析

由于数字通信的快速发展,频带趋于拥挤。近年来提出了许多带宽和功率有效利用的数字调制技术。如最小频移键控(MSK),连续相频移键控(CPFSK),多重h码(MHPM),连续相调制(CPM)等等。MSK信号和CPFSK信号都可看作特殊的CPM信号。由于CPM信号在调制过程中隐含着相位编码,对它的最佳检测是最大似然检测。这可以用维特比(Viterbi)算法实现,称为维特比检测器。这种最佳检测的先决条件是发送端和接收端之间载波相位和符号时间的完全同步。本文从最大似然原理出发推导了CPM信号判决-导引载波恢复环路的结构,分析了维特比检测器对载波恢复的影响。特别是提出了维特比检测器限制相位误差能力这一重要性质。由于这一性质。相位误差过程是一个更新(renewal)过程。本文最后用福克-普朗克(Fokker-Plank)方程和更新过程理论分析了这种载波环路的性能。     

MC-CDMA系统载波同步性能分析与仿真

将载波同步误差综合到端到端的系统传递函数中，得到一个等效时变滤波器，进而分析载波同步误差对MC—CDMA系统性能的影响，给出了系统接收信噪比和误码率公式，并对载频偏移、载波相位抖动、时钟频率偏差及定时抖动对系统信噪比下降和比特误码率的影响做了全面、细致的分析与仿真。仿真结果验证了理论分析得出的结论，即MC—CDMA系统对载波同步误差非常敏感。在载波频率偏移或时钟频率偏移作用下，系统性能呈迅速下降趋势，并且严重依赖于载波数量。     

短波宽带OFDM系统的一种同步方法

提出了一种适用于短波宽带OFDM系统的联合同步方法.该方法根据Schmidl和Minn的符号定时原理,传输并处理文中构造的PN序列,并且利用该PN序列的相关性来进行同步判决.此PN序列经反傅里叶变换运算以后产生了OFDM符号,可利用该OFDM符号的特点,通过逐点滑动的自相关运算来判得时间同步的最大值,而后通过OFDM符号每部分之间的相位关系来完成整数频偏与小数频偏的估计.这一过程可同时完成定时偏移估计和频率偏移估计.计算机仿真了三种信道模型,结果表明在三种不同信道下,这种方法都可在较低信噪比条件下很好地完成时间同步和载波频率同步.     

基于时域过采样的OFDM载波频偏估计算法

为了解决OFDM系统中载波频偏导致载波间干扰从而引起系统性能下降的问题，分析了OFDM信号的特点，采用滑动窗检测的方法，给出了一种基于时域过采样的载波频偏估计算法．理论分析和仿真结果表明，与采用循环前缀的载波频偏估计算法相比，该算法估计精度高，抗噪声和抗多径衰落性能有明显改善．     

一种衰落信道下的OFDM载频同步跟踪算法

提出了一种适合无线衰落信道的正交频分复用(OFDM)系统载频同步跟踪的算法．算法的关键是在发送符号中插入相同的导频序列,利用相邻导频序列的差分相关值的相位来估计载波频率偏差．理论分析和仿真表明,该算法估计范围较小,但估计精度高,适用于载频同步跟踪阶段,可工作于低信噪比条件下。而且在衰落信道下也具有较好的性能．