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数字中频接收机同步技术研究

吴明钦  
【摘要】:随着通信技术的发展,模拟通信系统逐渐被数字通信系统取代,数字通信系统的全数字化已成为目前的趋势。近几十年来,国内外学者对全数字接收机理论进行了深入研究,全数字接收机实现技术也得到了长足的发展。软件无线电技术是在全数字接收机技术的基础上提出的,它要求将通信系统公共平台化、算法实现软件化以及通信控制智能化,它强调通信系统功能软件可重新定义性和可编程性。由于软件无线电系统符合现代通信系统通用性的要求,其概念刚提出就引起了人们广泛关注,将软件无线电技术应用于数字接收机成为目前数字接收机研究的主流方向。 在基于软件无线电技术的中频数字接收机关键技术的研究中,载波同步和定时同步在整个系统中起着至关重要的作用。本文首先对软件无线电中必然涉及的采样理论、多速率信号处理、信号传输模型、同步基础理论进行了研究。提出了一种适合软件无线电中频数字接收机的系统结构,在此基础上深入研究了闭环定时同步和载波同步技术。在定时同步算法的研究中,以Gardner定时同步理论为基础,深入研究了插值理论、插值算法、定时误差提取算法及内插滤波器的控制算法等,提出了一种适用于多速率高阶QAM的定时同步算法,并以QPSK和128QAM信号为例对Gardner闭环定时同步结构进行了仿真,验证了定时同步算法的有效性。在载波同步算法的研究中,研究了适用于QPSK的COSTAS环路。针对QAM信号深入研究了DD算法、减星座判决算法、以及适合高阶QAM的扫频算法和极性判决算法,最后通过仿真表明极性判决算法结合DD算法具有较好的性能,能够满足系统要求。


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