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软件无线电中的盲接收技术研究

彭华  
【摘要】: 盲接收是软件无线电中的关键技术之一。该技术不仅有助于提高通信的有效性和鲁棒性,还在信号侦收领域具有重要的意义。本文对软件无线电盲接收所涉及的采样、盲均衡、盲符号同步和盲载波同步等技术作了较深入的研究,并提出一些实用有效的实现结构和算法。在此基础上,使用高速DSP平台,初步实现了一个具有多模式特点的软件无线电盲接收机。 第二章讨论了基于软件无线电思想的模数转换结构,并介绍了选取A/D转换器需考虑的几个重要性能指标。然后对常见的几种采样方案作了分析比较,说明了在软件无线电盲接收应用中选择带通采样方案的理由。对带通采样做了深入讨论,并通过对一个应用实例的简要介绍,充分证明了带通采样方案的可行性。 第三章介绍了均衡算法的基本结构类型,分析了一些具有代表性的盲均衡算法,并着重讨论了基于恒模算法和高斯簇模型软判决引导的盲均衡算法。在此基础上,提出一种stop-and-go多模盲均衡算法和一种采用软判决引导的自适应步长盲均衡算法。仿真结果表明这两种算法具有较快的收敛速度和较小的剩余误差。 第四章首先深入讨论了采样率转换器的结构和相关滤波器设计等具体问题,给出一种多相结构的非整数倍采样率转换方法。其次,介绍了符号同步中内插滤波器的常见结构及其设计方法,并给出一种具有较高精度和较低复杂度的多相型同步内插器结构。最后,根据最大似然估计理论,对定时相差参数的非数据辅助估计算法进行了分析讨论,并分别采用反馈型和前向型定时相差估计方法,给出两种适合于软件无线电盲接收的符号同步结构及相应的仿真结果。 第五章讨论线性调制信号的载波恢复方法。首先简要介绍了载波同步参数的最大似然估计理论,在此基础上对一些具有代表意义的载波频差估计算法进行了深入分析,并提出一种宽估计范围、低实现复杂度的非数据辅助载波频差估计方法。其次,介绍了载波相位的最大似然估计及以此为基础的改进算法。最后,讨论了适合高阶QAM信号特点的载波同步方法。对几种重点讨论的算法,本章均进行了仿真。 第六章在分析目前盲DFE均衡器算法的基础上,提出一种超指数盲均衡与DFE级联的新算法。结合第五章提出的载波同步算法,还提出一种具有抗较大频偏能力的盲DFE结构。仿真结果证明,在信号经过恶劣信道且具有较大频差的情况下,该DFE结构的均衡性能令人满意。 第七章讨论一种非线性调制——GMSK信号的盲接收问题。首先分析比较了常见的GMSK符号同步的定时误差检测器算法和前向定时参数估计算法,并用后滤波的方法对定时参数估计的自相关法提出了改进,提高了算法的估计精度。其次,基于对目前GMSK信号盲载频偏差估计方法的分析和比较,根据第五章提出的频差估计思想,提出一种宽估计范围、高精度的GMSK信号频差估计方法。第三,通过两种同步方案的比较,证明符号同步和载波同步无需固定次序,可根据实际需要自由选取。最后,将同步算法与差分相干解调相结合,实现了对GMSK信号的盲接收,并通过仿真分析了该盲接收机的性能。 第八章对基于高速DSP平台的软件无线电盲接收机的工作流程及参数设置做了简要的介绍。


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