一种16倍采样的Gardner定时同步方法

DVB-S2X(The second generation Digital Video Broadcasting by Satellite Extensions)标准给出了高至256阶的APSK(Amplitude Phase Shift Keying)调制方式，对解调端的符号定时同步、帧同步和载波恢复都提出了更高的要求。结合DVB-S2X技术手册的建议，在经典的基于4倍符号速率采样的Gardner定时同步的基础上，提出了一种在定时同步环路前端加预滤波器并将原来的单路插值扩展到4路插值的基于16倍采样的同步方法。介绍了该方法的思想和结构并进行了仿真实验，结果表明该方法相比于经典Gardner方法有更好的误码性能，在高阶调制的情况下表现尤为突出。     

叠加共轭对称训练序列的OFDM系统时频同步方法

针对正交频分复用（OFDM）系统对同步错误率和频率偏移敏感的问题,提出了一种叠加共轭对称训练序列的OFDM系统时间和频率同步方法。该同步方法将快速傅里叶逆变换（IFFT）调制后的序列构成具有共轭对称特性的训练序列,并叠加到OFDM数据符号上;在接收端,利用叠加训练序列和融合循环前缀信息来获取OFDM系统同步信息。理论分析和仿真表明：在信噪比为5 dB时,该同步算法定时同步正确概率已接近100%;在信噪比为4 dB时,频偏估计精度可以达到10-4;该同步算法不仅具有更好的同步性能,而且节省系统的有效带宽以及降低系统的计算法复杂度。     

OFDM系统采样钟补偿算法及其FPGA实现

利用数字内插滤波器完成全数字域采样钟同步已广泛应用于OFDM数字接收机中.文中利用两个Farrow结构的内插滤波器,同时提高工作时钟对过采样信号进行数字域内插,完成接收端和发送端之间的采样时钟的完全匹配,并且根据硬件器件的特性和算法结构,逐级进行模块变量定点处理.基于实测数据的分析表明,该FPGA数字域采样钟补偿算法不仅有稳定的性能,而且其模块化设计也有利于更高阶算法或多通道系统的实现.     

一种改进的LTE系统下行同步算法

LTE（Long Term Evolution）系统中,作为小区搜索的第一步,符号定时算法需要具备很强的鲁棒性。为了进一步增强现有符号同步算法的抗频偏性能,提出了一种优化的符号同步算法。该算法一方面保持已有分段相关同步算法的优点,同时考虑结合预频偏处理来进行符号定时与粗频偏的联合估计,再将多个相关运算集做叠加处理。理论分析和仿真实验结果表明,在多径信道下,所提算法在完成符号定时和粗频偏估计的同时,大大提高了系统抗频偏性能。     

一种新的定时和频偏联合估计算法

提出了一种新的正交频分复用(OFDM)系统定时和频率同步联合算法。该算法仅需要一 个训练符号就可以完成定时和频偏估计,额外开销量小,定时和频率同步的实现均在时域进 行,简化了同步实现的复杂度。由于使用自相关处理,定时同步对频率偏差具有较强的鲁棒 性。与以往的定时同步算法相比,该算法避免了定时平台和多峰值的出现,即使在非常低 的信噪比下,其定时测度都是一个尖脉冲。仿真结果表明,该算法能快速地实现定时和频率 同步。     

5G系统小区搜索PSS定时同步方法

针对5G主同步信号检测对频率偏移异常敏感导致移动通信系统无法实现精确的定时同步问题，提出了差分与快速频域相关联合检测算法。该算法首先对本地信号和接收信号进行差分处理，以降低频偏影响；其次基于快速频域相关算法，将时域互相关转换为频域相乘运算，降低计算复杂度；最后通过比对相关峰值检测同步点。算法分析和仿真结果表明，在频偏较大的条件下，改进算法可精确、快速地检测同步点。相比于传统互相关算法，该算法的运算复杂度降低了89.99%，频偏值为0.6时，正确检测概率接近0.9。     

宽带8PSK解调高速数传接收机设计

受卫星信道热噪声、多普勒、畸变影响,传统八进制相位键控（8PSK）接收机性能不 佳,速率不高,较少应用于航天测控通信系统。针对这一问题,设计并实现了一种基于FPGA 的航天测控系统宽带8PSK解调高速数传接收机,采用Gardner算法实现时钟恢复,利用基于 最大似然估计的鉴相算法完成载波同步,并用分数间隔的并行恒模均衡算法提高接收性能。 该技术已应用于某接收系统并实现了600 Mb/s 8PSK信号解调,误码率在1×10-3 ～1×10-8之间时,解调损失与理论值不超过2 dB。宽带8PSK解调高速数传接收 机可为我国二代中继系统提供支持。     

基于多核手机芯片的TD-SCDMA非信令模式下行同步方案

随着TD-SCDMA无线通信系统商用的成熟,研究多核手机芯片的非信令模式符合终端测试发展需求。通过对TD-SCDMA下行同步过程的研究,设计了快速的非信令模式下行同步实现方案,同时结合多核手机芯片的特点充分优化下行同步过程的实现。实现结果表明,该下行同步方案处理时延40 μs左右,频偏估计结果的均值和标准差分别稳定在10 Hz、32 Hz左右,能够用于简化多核终端生产测试过程,具有一定的工程应用价值。     

卫星通信中LXI总线收端模块设计

研制了卫星通信中LXI总线收端模块,较好解决了卫星通信中小站分散、技术保障困 难的问题。下变频模块采用4次变频,将射频信号变为21.4 MHz与7.5 MHz中频信号 。数字化仪模块A/D采样,将中频模拟信号转换成中频数字信号。采用FPGA电路辅助的方式 实现IEEE1588协议,实现了30 ns同步。     

一种改进的GFDM时频同步算法

针对广义频分复用（GFDM）系统对符号定时同步要求较高的问题,提出了一种新的基于前缀码的同步算法。在接收端,在获取粗略定时信息的基础上,利用前缀码前后两部分的相位差实现载波频偏估计,并对接收序列的频率偏移进行纠正,然后通过纠正后序列与已知发射前缀的互相关函数实现精确的符号定时估计。由于该前缀码具有共轭对称的特性,使其避免了“平顶效应”的出现。结合5G中低时延高可靠场景,在频率选择性信道中对其进行仿真,并通过均方误差对其性能进行了评估。理论分析及仿真结果表明,该算法相对于原算法具有更好的定时同步性能和更低的复杂度,提升了GFDM系统的整体性能。     

一种适合软件无线电的符号定时估计算法

研究了一种适合软件无线电的符号定时估计算法,该算法通过并行方法估计线性和非线性调制方式的符号定时。计算机仿真结果表明,通过设置观测时间间隔数和并行估计样本值的个数,算法可以满足多种调制方式对符号定时估计指标的要求,在误比特率为10-5时,相对于理想的相干解调性能,信噪比最大损失0. 5dB。算法全数字实现,复杂度适中,适合于软件无线电系统中对多种调制方式条件下符号定时估计的需要。     

60 GHz芯片间无线互连系统的MMSE-RAKE接收机误码性能分析

针对60 GHz芯片间无线互连信道中存在的多径衰落问题,将匹配滤波器和最小均方误差算法应用到60 GHz脉冲通信系统,重点分析多径信道下采用最小均方误差合并算法的RAKE接收机的误码性能。在IEEE 802.15.3c信道模型的基础上,对采用不同合并方式、不同干扰用户数目下的RAKE接收机误码性能进行了研究。仿真结果表明,随着干扰芯片数量的增加,引入匹配滤波器和最小均方误差算法的RAKE接收机不仅降低了接收机的采样率,而且有效提高了系统抗多用户干扰的能力,为芯片间无线互连系统的RAKE接收机设计提供了技术参考。     

大动态PCM/FM信号的载波频率同步

针对大动态脉冲编码-频率调制（PCM/FM）遥测信号的载波频率同步，提出了基于快速傅里叶变换（FFT）及频谱重心的载波频率估计方法，并采用了频谱叠加及频谱截取的优化方法提高算法估计精度。相对于其他基于FFT的频率估计算法，频谱重心法有着更高的估计精度及更好的抗噪声性能，而且复杂度代价很小。仿真的均方误差结果表明，基于FFT长度为2 048和2块叠加以及保留信号99.9%能量的频谱截取方案有最好的估计性能。在最大多普勒频率、多普勒一阶变化率及二阶变化率分别为0.5倍、0.3倍及0.2倍符号率的大动态条件下，基于频谱重心法的二阶锁频环能够较好地完成载波频率跟踪。误码率曲线表明，经过频偏校正后的多符号非相干解调（MSD)性能与无频偏情况相比，无性能损失。     

适用于多速率高阶QAM的定时同步改进算法

针对速率可变的高阶正交幅度调制(QAM)信号定时同步问题，提出了一种基于Gardn er理论的定时同步改进算法。新算法改原有滤波器结构为两级插值级联优化结构来实现多速 率信号的定时同步，可独立于载波同步单独使用，比传统结构具有更强的普遍适用性。仿真 结果表明，该算法可以准确地对速率可变的128QAM信号进行同步。     

一种基于插值和卡尔曼滤波的接收机钟差预测方法

针对多模多频接收机面临同时处理大量数据的压力,提出了一种基于插值和卡尔曼滤波的接收机钟差预测方法。插值方法分别用拉格朗日和三次样条,三次样条端点的一阶导数采用“差分法代替求导法”来确定。首先由插值方法得出每隔1 s的卫星坐标、速度、钟差、频漂和伪距测量值,然后基于单星授时方法计算出静止接收机钟差,接着用卡尔曼滤波算法对接收机钟差和频漂进行预测,最后将预测的接收机钟差与加拿大空间参考系统（CSRS） 提供的精密接收机钟差数据进行比较。结果表明,拉格朗日插值由于存在龙格效应,其接收机钟差的抖动幅度比三次样条略大,它们与CSRS钟差数据相比,均方根误差在3 ns之内。     

一种Farrow结构数字延时滤波器的设计

普通数字延时滤波器虽然结构简单，但系数计算过程复杂，在延时参数快速变化时，系数更新速度无法满足实时性要求，在工程应用上受限制。采用Farrow结构数字延时滤波器能够更加灵活高效地进行分数延时滤波，延时参数改变时，无需重新计算滤波器系数，更容易在现场可编程门阵列(FPGA)上实现。介绍了一种Farrow结构数字延时滤波器，提出采用基于对称结构的滤波器系数求解方法，并经过加权优化，获得最终Farrow滤波器的系数。系数计算过程中，通过对设计所得Farrow滤波器延时精度和误差的分析，调整加权因子的取值和滤波器阶数，进而提高延时精度。计算机仿真结果证明了加权对称系数求解Farrow滤波器系数方法的有效性和实用性。     

离散采样偏差造成的信噪比损失分析与改善

分析了离散采样偏差造成的目标信噪比损失,提出采用幅度最大原则搜索获得采样位置偏差值,利用该偏差值在频域完成对采样偏差的补偿,从而改善信噪比的损失。讨论了该算法的应用条件,分别对强散射点目标和弱散射点目标情况进行了仿真,分析了随着信噪比变化该算法对信噪比损失改善的效果,验证了算法的有效性。算法具有较低的运算复杂度,因而在实际系统中易于实现。     

新型船舶自动识别系统设计及其同步算法分析

为了提高船舶自动识别系统（AIS）的容量，提出了基于正交频分复用技术（OFDM）的新型AIS系统设计方案。新系统设计主要包括系统参数设计、系统帧结构设计。新系统链路容量和信道传输速率均较传统AIS系统提高了6倍，实现了频域资源的有效利用。该系统对符号定时偏差和载波频率偏差特别敏感，因此对接收信号的同步处理必不可少，在设计的新系统基础之上提出了一种新的盲估计算法，利用包含在循环前缀内的冗余信息，在多径信道信息未知的情况下，直接通过对接收信号做相关构造一个归一化的相关特性函数，通过此函数可得到符号时延位置和多径信道长度，进而得到载波频率偏差。仿真结果表明在多径信道下该算法也具有较好的性能。