一种改进的Gardner定时恢复算法研究

为了提高基于Gardner算法的定时同步系统的性能,采用Matlab和Simulink对该算法进行建模和仿真,针对定时同步环路中能够影响环路等效带宽的环路滤波器,提出了一种在定时同步的捕获和跟踪阶段具有不同等效带宽的环路滤波器结构,从而在缩短定时捕获时间的同时提高了跟踪阶段的同步精度（即减小了定时抖动）。通过与经典Gardner定时恢复算法的对比分析,验证了该结构的有效性。     

基于分段抛物线滤波器的GMSK定时恢复方法

基于Gardner的定时恢复能应用于GMSK的定时恢复,而且能获得较好的定时同步性能。较传统的定时恢复技术而言,Gardner定时恢复具有非数据辅助、较低的复杂度、环路结构简单等优点。在分析Gardner定时恢复环路的基础上,提出了一种改进的GMSK定时恢复方法,进一步降低了计算复杂度,简化了滤波器结构。仿真结果表明,改进的定时恢复方法不仅能使原有的定时性能有所提高,而且其结构更为简单,因此更适合GMSK系统的定时恢复。     

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     

OFDM软件无线电接收机的采样时钟同步

针对正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)采样时钟同步问题,提出了一种适合于软件无线电(Software-.Defined Radio,SDR)接收机的全数字实现方案.该方案的整体结构基于经典的Gardner环路,借助联合迭代估计算法来进行误差的动态跟踪,并通过对接收信号进行异步重采样来实现采样时钟误差的实时校正.误差检测环节不仅能消除载波频率误差的影响,还可以在维持环路的响应速度的同时提高误差检测的精度.误差校正环节利用一种简单的动态延迟技术来对信号重采样进行直接控制,尽管增加了一些处理延迟,但能使重采样过程平稳进行.理论分析和仿真结果表明,新的采样时钟同步方案在多径信道环境中能有效工作,算法的性能优于其他同类算法.     

数字通信系统定时恢复环路滤波器研究

为了提高数字通信系统中定时恢复环路的跟踪性能,对其中的环路滤波器进行了研究.使用两种不同的环路滤波器分别进行定时捕获和跟踪.设计了一种自复位滤波器,并将其和与滤波器组合起来构成了一个新的环路滤波器.利用帧同步脉冲在这两种滤波器之间进行切换,从而兼顾了定时恢复环路的捕获和跟踪性能.仿真结果表明,在最差的初始条件下,新的环路滤波器在64个码元之内实现了定时捕获,且跟踪性能优良.该滤波器结构简单,适于在高速数字接收机上实现.     

基于Gardner位定时同步算法的实验教学设计

介绍了基于Gardner位定时同步算法设计与开发的电子综合设计项目,旨在通过数字下变频以及QPSK调制解调的基本原理,利用Gardner算法进行数字通信系统的位同步设计,以解决接收端解调时产生的位同步问题。该设计通过Matlab对算法进行仿真验证,并最终在FPGA上实现。实践表明,该项目能有效提高本科学生的实践能力,达到电子综合设计的教学要求。     

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.     

基于多项式插值的定时恢复内插算法

经典的数字调相信号的定时恢复算法中,接收端定时误差矫正主要采用对内插滤波器逼近的方法来实现,这往往会将插值误差通过滤波后平均到定时输出中.提出一种基于时域多项式插值的定时误差矫正算法,通过选取最佳定时位置附近的采样点来构成插值模型,根据Lagrange插值算法或Newton插值算法得出表示信号时域波形的连续多项式函数解析式,取出该最佳定时点处的函数值作为定时恢复的输出,针对输出表达式的多项式特性以及差商和差分的关系对其进行类似Farrow结构的改进,以降低计算复杂度.对该算法在高斯信道下进行仿真,结果表明,所提出的时域样点插值法比内插滤波器逼近法的星座点收敛得更小,且收敛速度更快.     

宽带多速率解调器的设计与实现

对符号定时恢复环路、载波恢复环路算法进行了分析和仿真,提出了宽带多速率解调器的总体结构和同步的硬件实现方案. 根据QPSK信号的特点,对载波同步算法进行了简化. 对实现的解调器样机进行了性能测试和分析. 测试结果表明,该解调器可以工作在2～45MS/s符号速率下,当符号速率小于10MS/s时,中频环路的误码性能指标与理论值之差小于1dB;当符号速率大于10MS/s时,中频环路的误码性能指标与理论值之差小于1.6dB.     

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.     

Decision-Aided Extended Kalman Filter Based Adaptive Timing Recovery for Wavelet Packet Modulated Signals

One of the major issues with multi-carrier systems is their vulnerability to timing synchronization errors resulting in the loss of time synchronization which causes loss of orientation of incoming data at the receiver. This paper presents an acquisition algorithm to timing recovery using the decision-aided extended Kalman filtering (EKF) technique for nonlinear disturbance channels in a wavelet packet transform-based multicarrier modulation communication system. This timing recovery algorithm gives faster convergence, smaller root mean square (RMS) errors, and better bit error rate (BER) performance than traditional timing recovery methods, such as the phase-locked loop (PLL), maximum likelihood (ML), and Kalman filter (KF) methods. Thus, the algorithm is able to handle larger timing errors more reliably and to provide better timing recovery, since the scheme takes into account the nonlinear relationship between the signal samples and timing errors. Simulations for various time-varying channels show that the timing recovery algorithm works well for wavelet packet transform-based multicarrier modulation communication systems.     

码复用差分混沌键控性能分析与同步算法

码复用差分混沌键控(code-shifted differential chaos shift keying,CS-DCSK)是一种具有优良抗多径衰落能力的非相干混沌调制技术,虽然非相干混沌调制技术不需要在接收端恢复混沌载波,但准确的符号同步是保证系统性能的前提.介绍了CS-DCSK系统的结构模型,包括发射机和接收机原理以及CS-DCSK独特的信号帧结构,然后采用高斯近似法(Gaussian approximation,GA)分析了高斯信道和Nakagami-m衰落信道下符号同步误差对CS-DC-SK误码性能的影响,最后提出一种符号同步算法,该算法通过发送训练序列首先完成帧间的粗同步,在粗同步的基础上完成帧内的细同步.仿真结果表明,在高斯信道和Nakagami-m衰落信道下,仿真结果与理论分析基本一致.通过与理想同步情况下的误码率性能比较,提出的同步算法存在2 dB左右的性能损失.     

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)?     

基于神经网络的多四旋翼保性能编队控制

针对多四旋翼编队飞行过程中存在的参数和外界扰动不确定性导致编队系统不稳定问题,设计了一种多四旋翼分布式神经自适应动态面协同编队控制方法。采用学习维数低、实时性强的最小参数学习神经网络观测器,实现对四旋翼位置回路和角度回路未知非线性干扰的快速平滑学习与补偿。利用预设性能控制方法将原先受约束的同步误差经转换函数变换为不受约束的误差,解决协同编队中的位置一致性控制问题,确保各四旋翼位置跟踪同步误差能够按照预设的收敛速度、超调量及稳态误差收敛至期望的区域。仿真实验表明,所提多四旋翼协同抗干扰编队方法在较大扰动环境下仍能达到良好的控制效果。     

一种适合IEEE802.16m的改进前导字结构和定时同步算法

结合IEE802.16m协议分析了定时同步误差对系统性能的影响.通过对同步训练序列及传统定时同步算法的分析,提出了一种适合IEEE802.16m系统的定时同步方案.该方案利用训练序列的相关性,通过改进前导字结构及同步算法实现接收端的定时同步.在高斯信道和SUI-3信道下进行了仿真.结果表明,改进的定时同步方案优于传统方...