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突发通信系统中高效接收机同步技术的研究

突发通信系统中高效接收机同步技术的研究

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作者：李时宇西安电子科技大学

学位级别：硕士

突发通信模式下,要求在各种场景下接收机同步系统能够对大多普勒扩展、一定的定时误差和随机相位抖动进行快速准确的提取、估计和补偿。这就需要综合考虑这三种不利因素来设计一个或多个高效(比如高精度和低复杂度等)的接收机同步算法(... 详细信息

突发通信模式下,要求在各种场景下接收机同步系统能够对大多普勒扩展、一定的定时误差和随机相位抖动进行快速准确的提取、估计和补偿。这就需要综合考虑这三种不利因素来设计一个或多个高效(比如高精度和低复杂度等)的接收机同步算法(包括定时恢复算法和载波同步算法)。结合近些年国内外的接收机同步技术的研究现状,本论文也做出了一些贡献。针对定时恢复问题,我们讨论了包括Mueller&Muller、Gardner和Oerder等人提出的经典定时误差检测算法(即M&M算法、Gardner算法和平方法)。结合多元LDPC(NB-LDPC)码和高阶QAM,给出了一种联合解调、译码和定时恢复(M&M)算法的迭代方案。根据使用译码信息反馈的差异,设计了基于译码硬信息反馈的迭代策略和基于译码软信息反馈的迭代策略。这样可以实现利用M&M算法来迭代地校正符号周期内的定时误差。最后的仿真结果表明,在低信噪比和不同定时误差下,与基于译码硬信息反馈的迭代策略相比,基于译码软信息反馈的迭代策略具有更优的误码性能,且接近于理想性能。该算法收敛速度快,适合于工程实现。针对载波同步问题,我们讨论了包括FFT及其扩展、Fitz和L&R及其扩展、ML等经典的载波同步算法。结合导频符号辅助调制(PSAM)帧格式,提出了一种相位解模糊的时域相关频偏估计算法。其主要原理是,首先利用自相关算法思想和相关代数知识设计出了一种可消除复乘运算的部分互相关(PCC)频偏估计算法;然后再利用基于蒙特卡罗仿真和“二分法”思想的相位解模糊方法解决了PCC算法存在的相位模糊问题,从而获得了可校正大频偏的改进部分互相关(IPCC)频偏估计算法;最后的仿真结果表明,与已有的经典频偏估计算法相比,提出的算法具有较大的估计范围和较高的估计精度以及较低的计算复杂度。

关键词：数据帧格式定时恢复算法频偏估计算法突发通信

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无线电入侵检测分类系统关键技术研究

无线电入侵检测分类系统关键技术研究

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作者：朱万经电子科技大学

学位级别：硕士

随着无线电通信、广播的发展,频谱资源显得愈发珍贵,需要有相应的设备对频谱的使用情况进行监管。本课题拟在软件无线电平台上实现无线电入侵检测分类系统,主要研究了应用于该系统的频谱感知算法、调制信号分类算法、正交下变频硬件电... 详细信息

随着无线电通信、广播的发展,频谱资源显得愈发珍贵,需要有相应的设备对频谱的使用情况进行监管。本课题拟在软件无线电平台上实现无线电入侵检测分类系统,主要研究了应用于该系统的频谱感知算法、调制信号分类算法、正交下变频硬件电路、数模模数板卡控制IP核以及数字调制基带信号的定时恢复算法等。改进原有的熵的计算方法,构建了基于频域近似熵的频谱感知以及调制信号分类算法,并通过蒙特卡罗仿真对这些算法进行验证,实现了无线电入侵信号的检测以及分类功能。根据方差分析的结果,基于频域近似熵的频谱感知算法能够感知到信噪比低至-28dB下的二进制频移键控信号。在调制信号信噪比为-20dB的情况下,能够实现高达91.4%的正确探测率（误探测率为10%的情况下）。基于频域近似熵的调制信号识别算法能够在信噪比为0dB的情况下,以100%的正确率识别2ASK、4ASK、8ASK、2FSK、4FSK、8FSK信号,对于2PSK、4PSK以及8PSK信号的平均识别正确率为91.55%。采用ADI公司的芯片组,设计实现了经由12C总线控制的正交下变频电路。在1GHz条件下,该电路的噪声系数约为21dB。该下变频电路本振输出范围为137.5MHz-4.4GHz,整个下变频电路能够接收的射频范围为70MHz-2GHz。通过频域、时域的测试,该正交下变频电路能够完成所需的下变频处理。此外,通过定制化开发,整合了Xilinx的FMC150驱动IP核与AXI-Lite接口IP核,实现了AXI-Lite接口的数模模数板卡控制IP核,并构建了相应的片上系统。最后,本论文也对基带信号定时恢复算法的FPGA实现进行了研究,应用Xilinx的System Generator工具,在FPGA上面实现了非同步采样的定时恢复算法。该算法可以完成1%以内的定时误差的恢复,通过测试,能够良好地恢复带有定时误差的采样信号的星座图;该模块可以用于无线电入侵检测分类系统中调制信号的解调,通过该模块能够恢复调制信号的码元时钟,获取其星座图,从而能够进一步获取数字基带信息。本论文通过对无线电入侵检测分类系统的几个关键技术的研究,实现了70MHz-2GHz内射频信号的正交下变频,并通过软件无线电平台对基带信号进行采样存储,最终可以由基于频域近似熵的算法进行低信噪比条件下的频谱感知以及调制信号分类,定时恢复算法能够纠正一定的定时误差,恢复基带信号的星座图。通过测试,该系统能够在软件无线电平台上完成无线电入侵检测分类系统的基本功能。

关键词：无线电监测频谱感知调制信号分类正交下变频定时恢复算法

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宽带数据传输调制解调的关键技术研究

宽带数据传输调制解调的关键技术研究

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作者：王海华南京理工大学

学位级别：硕士

宽带无线接入随着数据业务需求的不断增大，成为当今发展最为快速的一种接入技术。充分利用频率资源，使用高效调制方式，实现尽量高的接入速率，成为宽带无线技术的关键所在。本文对调制解调中的几项关键技术做深入研究。在分析了两... 详细信息

宽带无线接入随着数据业务需求的不断增大，成为当今发展最为快速的一种接入技术。充分利用频率资源，使用高效调制方式，实现尽量高的接入速率，成为宽带无线技术的关键所在。本文对调制解调中的几项关键技术做深入研究。在分析了两种高效调制原理的基础上，根据雷达系统对数据传输的技术要求，提出了用于收发分置雷达双向数据传输的宽带无线数据传输系统方案;提出了以专用调制芯片HSP50415为中频调制器、以单片机为控制器、接入最大速率高达20Mbps的中频数字调制方案。根据点对点通信的特点，研究了发送端FIR成形滤波器的设计，提出了适合本方案的窗函数设计参数，使得传输性能达到最优。对于解调中的载波恢复和码元同步关键技术，先介绍了传统的实现方法，接着介绍了日益成熟的全数字解调，并对两种较为典型的定时恢复算法深入探讨，研究了各自的改进算法，通过仿真验证估计性能有明显的改善。

关键词：数字调制数字解调 FIR成形滤波器载波同步码元同步定时恢复算法

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