GMR-13G终端测试仪测量项研究与实现

作     者：李质彬 

作者单位：重庆邮电大学 

学位级别：硕士

导师姓名：韩娟;余翔

授予年度：2019年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 

主      题：GMR-13G 卫星通信 终端测试仪 定时同步 频偏估计 

摘      要：GMR-1 3G卫星通信终端测试仪的研究填补了该产业缺少射频一致性测试仪表的空白,对卫星通信产业的发展贡献重大,同时测量项作为终端测试仪的核心模块,是实现终端射频指标测试的关键。由于卫星通信系统信号传输距离长、多普勒效应明显,因此终端信号发送的时间与频率准确度以及功率控制精度是其关键的性能指标。本文对终端测试仪中时间频率误差、开关时间模板以及闭环功率控制三个重要的发射机测量项进行了研究,主要研究内容包括定时同步、频偏估计这两个测量项关键算法以及测量项的具体实现。在定时同步算法方面,本文首先介绍两种常用的定时同步算法,即用于符号定时同步的滑动相关法和最佳采样点同步的幅值方差最小法。其中幅值方差最小法只利用了单一的一路数据进行对比来确定最佳采样点,其数据利用率较低,定时同步精度较差,同时也忽略了噪声的影响,同步点容易受噪声干扰。针对以上问题,本文基于大数据量统计平滑噪声以及左右半符号功率对称的思想提出了改进算法,通过结合滑动相关法组成先同步至符号再同步至最佳采样点的同步方法。经仿真对比,新算法的同步准确度更高,同时抗噪声性能更好。在频偏估计算法方面,首先对最大似然频偏估计原理进行介绍,考虑其硬件实现的难度,之后又对常用的最大似然估计准则下的经典估计算法进行了研究,并仿真对比了各算法的性能。在将各算法应用到GMR-1 3G卫星通信系统中时发现,常规的M次方去调制方法会减小一半的估计范围,同时大部分经典估计算法难以同时满足估计精度和估计范围。针对以上问题,本文基于信号的相位特征提出了一种新的估计算法。经仿真对比,新算法的估计范围较常规M次方去调制经典算法增大一倍,并且兼顾了高估计精度。最后,根据测量协议对测量项的需求进行了分析,同时总结出了各测量项的关键点。之后针对关键点设计了各测量项的测试流程并对具体的实现方法按步骤进行了详细说明。最后给出了各测量项的实现效果并与频谱仪测量结果进行对比,验证了本设计方案的正确性。