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高阶QAM盲均衡技术研究及实现

陈三斌  
【摘要】:与低阶调制相比,高阶QAM调制由于其较高的频带利用率,更多地应用在高速宽带通信系统中。在实际信道上进行高速数字信号的传输时,由传输信道的带宽受限和多径效应而引起的码间串扰,会造成接收信号在幅度和相位上的失真,导致在接收端进行符号检测时产生较大的误码率,因而需要对接收信号进行均衡。而在不能提供训练序列的场景下,就必须采用盲均衡技术。在矢量信号分析系统中,随着QAM调制阶数和传输符号速率的增大,由信道引入的码间串扰将对接收信号造成更加恶劣的影响,与此同时,在接收端进行盲均衡的复杂度也会随之加大。因此,研究适用于矢量信号分析系统的高阶QAM盲均衡算法具有重要意义。本文以实现矢量信号分析系统中64QAM、256QAM的盲均衡为目标,针对是否存在载波频偏两种条件展开理论研究。首先,建立全数字调制解调系统等效基带模型,为后续研究奠定基础;然后,在不考虑载波频偏的条件下,对适用于高阶QAM调制的多模盲均衡算法及其改进算法进行深入研究和仿真分析,最终采用基于SMMA的双模式盲均衡算法作为无频偏条件下的高阶QAM盲均衡方案;接着,针对存在较大频偏的情况,在分析载波频偏、相偏对盲均衡算法的影响和对几类闭环载波恢复算法研究的基础之上,给出了两种盲均衡与载波恢复联合结构,通过仿真分析,联合结构II与联合结构I相比达到收敛需要的符号数更少,但前置的CMA均衡器达到稳态需要消耗一定的时间,进而确定适用于矢量信号分析系统的盲均衡与载波恢复联合方案。最后,在算法实现上,给出适用于矢量信号分析系统中高符号速率下高阶QAM的盲均衡与载波恢复联合实现框架。理论分析和实际数据测试表明,该方案引入的理论残差可以忽略不计,在实际300Msps符号速率下消除ISI的同时,能够实现符号速率10%范围内的频偏校正,且三种频偏测试条件下系统输出的EVM都达到了1%左右,从而验证其有效性。


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