卫星高速宽带自适应调制解调器算法与实现

本文研究了高速宽带自适应调制解调器系统中的载波同步、信噪比估计、帧同步检测、自适应门限等关键算法.提出了宽带自适应调制解调器的总体结构和硬件实现方案,改进了载波频偏恢复和高阶调制软判决解映射的传统硬件实现结构.对实现的原理样机进行了性能测试和分析.测试结果表明,该解调器可以在2～45 MS/s符号速率下自适应工作.基带环路误码率性能和中频环路性能与理论值之差分别小于0.2 dB和1 dB.对模拟的0.65 dB/s的卫星信道雨衰变化,系统链路自适应算法做到了实时有效跟踪和匹配.     

全数字正交相移键控解调器设计

作为数字卫星视频广播（DVB-S）接收芯片的核心组件,给出了一种全数字正交相移键控（QPSK）接收解调器的设计,该解调器由载波频率恢复、载波相位恢复、符号同步3个环路为主要部分构成,具有良好的抗噪声性能、较低的系统差损和适中的算法复杂度,介绍了3个环路的具体设计,并给出了优化的环路参数和仿真结果,最后给出了FPGA实现的结果。     

DVB-S2载波恢复算法研究

推导了DVB-S2系统的载波恢复算法,给出了相关的环路结构并对其性能进行了仿真.仿真结果表明,反馈结构的载波频率粗同步环路的锁定时间与推导的理论值相一致,为了满足相位线性内插的要求,前馈结构的载波频率精同步环路其估计长度不应小于1000个导频段.对相位线性内插算法的内插区间进行修正后,其误比特率提高了0.1 dB.     

全数字接收机中高阶QAM信号的符号同步

将Gardner时间误差检测算法和分段抛物线拉格朗日多项式插值算法应用于高阶QAM信号全数字解调时的符号同步,分析了环路带宽、插值点位置、取样率对接收机性能的影响.数值仿真结果表明,对于采用256QAM调制的标准DVB-C信号,当环路带宽小于9E-2fs时插值误差是影响接收机性能的主要因素,对于给定的插值多项式,要降低插值误差,只能提高取样率.当取样速率为8样点/符号时,接收机的误符号率性能已接近理论值     

28GHz射频解调器设计与实现

针对Ka频段的宽带信号解调给出了基于射频直接解调的高速解调器设计方案。通过六端口直接变频,以及FPGA的并行载波恢复、时钟同步、信道均衡实现Ka频段高速信号解调。测试结果表明,该方案在28 GHz实现了2 400 Mb/s高速信号解调,解调损失小于2 dB。     

一种低SNR下APSK载波相位盲同步方法

提出了一种工作在低信噪比(SNR)条件下,由最小均方误差(MMSE)鉴相和数字二阶闭环组成的幅相键控(APSK)载波相位盲同步方法.给出了载波相位同步环路的参数、采样速率匹配方法及其定点优化实现方案.与盲同步中常见的判决引导算法相比,MMSE鉴相算法无需符号硬判决,对符号误判不敏感,因此具有更大的鉴相范围,降低了相位模糊的重数;运算量虽较大,但可以采用查表法克服这一缺点.     

OFDM系统中一种符号定时和载波频率同步算法

针对正交频分复用(OFDM)系统提出了一种新的符号定时和载波频率同步算法.该算法将整个OFDM符号分成多段,在连续多个OFDM符号中采用相关累加的方法得到对系统同步的估计函数.当分段长度小于相邻OFDM符号间的无符号间干扰(ISI)区长度时,算法可以分辨这一区间,从而得到最优符号定时同步以及载波频偏估计.分析表明最大似然(ML)算法和Karthik算法是它的一种特殊情况,计算机仿真结果表明该算法不仅可以跟踪时变信道而且其均方估计误差(MSE)要远远小于最大似然(ML)估计.     

一种采用匹配滤波器插值的符号定时同步方法

针对多项滤波器组符号定时同步方法复杂度高的问题,提出一种基于匹配滤波器插值的符号定时同步方法.该方法根据定时误差调整插值步长,通过不同的插值步长对预设的匹配滤波器脉冲响应进行插值,调整匹配滤波器的群延时,从而实现符号的定时同步.与传统的多相滤波器组方法相比,该方法复杂度低,易于实现高精度符号定时同步.采用匹配滤波器插值构建了同步环路,并以每符号2采样值的采样速率进行了环路仿真,结果表明该方法比复杂度相当的多相滤波器组方法在误码率为10-3时信噪比提高约1 dB,能够以更低的复杂度实现高精度符号定时同步.     

数字通信接收机中载波同步的一种算法

提出数字通信接收机中,由2DPSK调制信号还原基带信号,解决好收发载波同步的一种算法.对中频信号(2DPSK)直接采样后,在DSP(数字信号处理器)中用软件完成正交数字下变频,并从产生的信号中估计出收发载波的频差,并经卡尔曼滤波后再结合数字锁相环可还原基带信号,较好地解决载波同步问题,达到载频捕获范围宽、同步跟踪速度快、环路噪声小的特点.     

高动态场景下GNSS信号自适应载波跟踪算法

相对于城市应用场景,在高速飞行器上搭载的GNSS导航接收机需要承受更大的载波频率动态范围,且测量实时性要求较高,对载波环路的高精度跟踪提出了更高挑战.为此,本文提出了一种自适应载波跟踪算法,在载波跟踪环路中引入模糊控制器,随载波的频率变化自适应调整环路参数,在保证动态适应性的同时提高了测速精度.所提算法利用载波跟踪环路测量值计算模糊控制器的输入变量,采用单输入单输出的Takagi-Sugeno模糊控制模型,实时计算环路滤波器调节系数,具有结构简单且易于实现的特点.本文分别在固定多普勒频率、线性多普勒频率和正弦多普勒频率的场景下进行了分析和仿真.结果表明,所提算法能够在飞行器和接收机间径向运动速度范围±10 km/s,加速度范围±30g,输入载噪比40 dB Hz的条件下,以1 kHz的频率输出径向速度测量值,且测量误差小于3 m/s(1σ).     

一种新的有效抑制相位噪声的载波恢复环路

相位噪声对高阶OAM解调器的性能有很大影响,而载波恢复环路与相位噪声密切相关．通过理论分析和性能仿真,优化了载波恢复环路的位置及环路滤波器的参数,使之能有效地抑制相位噪声．将该载波恢复环路应用到DVB—C解调芯片中,芯片测试结果说明该解调芯片抑制相位噪声能力较强,性能上达到了准无误码（QEF）的标准．     

AWGN信道EBPSK系统解调性能分析

为获得加性高斯白噪声(AWGN)信道中EBPSK系统的最佳解调性能,对抽样判决和积分判决下的误比特率公式进行推导.首先,解调器基于特殊的冲击滤波器,推导得出AWGN通过冲击滤波器后服从的分布函数;然后,利用EBPSK调制信号通过该滤波器的全响应公式,推导得到抽样判决条件下调制信号0和1的概率密度函数分别服从广义瑞利分布和改进后的广义瑞利分布,由此得出积分判决条件下调制信号0和1的概率密度函数,并仿真比较了抽样判决和积分判决的误比特率以及理论误比特率公式和仿真误比特率之间的差异.结果表明:推导得出的误比特率公式(抽样判决、积分判决)与仿真结果相差远小于1 dB,且积分判决与抽样判决相比误比特率性能提升大于1 dB.     

全数字化高速数传解调器的设计与实现

针对千兆量级高速数传信号解调器,给出一种全数字化解调方案。在FPGA中采用并行结构实现下变频、载波恢复、时钟恢复以及信道均衡。测试结果表明,该方案能有效的实现信息速率2 400 Mbps高速数传信号解调,解调损失小于2 d B。     

具有自适应均衡的QPSK基带处理联合解调器

本文提出了一种具有自适应均衡调节,载波相位及符号定时恢复联合控制的解调器方案.由于在解调器中综合了均衡技术以及对载波相位及符号定时采用了同时的估算过程,弥补了器件的缺陷,具有较优良的性能,硬件实现比较容易.     

PCM 34Mb/S OQPSK调制解调器

本文介绍PCM三次群OQPSK调制解调器的设计,通过计算机模拟,计算了OQPSK信号经过中频滤波后的误码性能.研究了OQPSK信号相干解调的相位模糊问题,提出了解决办法.给出了一种改进型OQPSK调制器方案,并研制出整个OQPSK调制解调器电路.最后给出了实验结果.     

可变速率QPSK Modem中码元定时恢复电路的研制

本文介绍了一种利用混合数字锁相环(HDPLL)实现码元定时恢复的新方法。HDPLL中定时误差检测器、环路滤波器是全数字的,而VCXO使用了模拟器件。定时误差检测器从基带眼图中提取定时相位误差。此信号与载波相位信息无关,因而容许码元定时和载波相位恢复操作同时进行。