高速8PSK调制信号的频率捕获及跟踪算法研究

载波频率同步是载波恢复的重要环节之一。本文基于高速8PSK调制信号完成载波频率估计的前提下,提出了一种采用二叉树(Binary Search Tree)频率搜索方法实现捕获及采用平均"滑动窗"递推最小二乘(RLS)一步预测方法实现频率跟踪的算法;并针对此方法进行了理论推导和蒙特卡洛(Monte Carlo)仿真。结果表明,该方法适用于全数字高速数传8PSK调制信号接收系统,同时也可移植、推广至全数字雷达接收机中。

基于8PSK的新型高速正交光标记交换技术

提出了一种以八相移键控(8PSK)为净荷、ASK为标记的新型高谱效率高速正交光标记交换技术,首次实现了100Gbit/s的高速正交光标记信号的80km传输。分析了光信噪比(OSNR)、窄带滤波效应、信道中的非线性效应对标记与净荷性能的影响,并采用平衡相关探测和多符号相位估计(MSPE)技术实现了净荷8PSK信号的接收。与传统接收方式相比,8PSK净荷在相同误码率条件下,OSNR容限提升了约3dB。经过80km传输,ASK标记在BER=10-9,时OSNR为22.8dB,8PSK相应的OSNR为20.3dB。

8PSK全数字解调技术的实现

实现了直接中频采样、数字下变频的8PSK全数字解调,分析了数字下变频、时钟恢复、载波恢复等模块的实现原理及方法。在Altera公司的QuartusⅡ环境下,用VHDL语言实现了8PSK全数字解调系统设计。最后在PCB板上利用Stratix Ⅱ芯片实现,并结合8PSK调制器进行功能验证,得到满意的结果。

采用LDPC码的8PSK调制编码协作方法

为了提高编码协作系统的频谱资源利用率,并有效地利用LDPC码,提出了一种更高效的编码协作方法.该方法以两用户为例,在两次发送数据的时隙中都采用8PSK调制,使用混合自动重传方式(HARQ),在第1时隙对接收端不能正确译码的数据进行存储,并与下一次发送来的数据进行联合译码,通过增加数据的冗余信息来提高编码协作系统第1时隙传送数据的译码准确率,直到第1时隙传送的数据可以正确译码为止.在第2时隙传送其协作用户的冗余信息比特,从而实现发送分集.性能分析和仿真结果表明,当协作用户间信道的信噪比为0 dB,误码率为10-3时,与非协作方案和普通的编码协作方案相比较,所提出的编码协作方案在瑞利块衰落信道下可以获得约5 dB和3 dB的性能增益.

LDPC码在8PSK调制下的应用分析

研究低密度奇偶校验码(LDPC)在八相移相键控(8PSK)调制下的LLR算法,分析LDPC码在8PSK调制下初始消息的计算方法,推导初始消息的计算公式。对该算法进行程序仿真,仿真结果表明,LDPC码在8PSK调制中具有良好的性能。当信噪比为3.5 dB时,误码率可达到10-6数量级。

TCM-8PSK在非线性卫星信道下的误码性能研究

首先推导了TCM-8PSK信号在带限非线性卫星信道下的误码率性能。其次,运用Matlab中的动态仿真工具Simulink仿真验证了误码率性能推导的正确性并在Saleh非线性模型下分别寻找到QPSK及TCM-8PSK的最佳工作点。最后,提出了改善非线性失真的均衡算法并给出了仿真结果。推导及仿真结果表明,研究非线性条件下的调制编码问题是十分必要的。

一种8PSK、16APSK与32APSK软解映射的实现技术

8PSK、16APSK和32APSK是DVB-S2标准中常用的信号调制方式,采用这些高阶调制方式可以充分提高频谱利用率。而在与高效编译码结合时(如LDPC、TPC等),为了提高误码性能,接收端译码往往需要用到接收信号的软信息。以文献[2]为基础,根据信号模型提出了一种新颖实用的软解映射方法。计算机仿真结果表明:在高斯信道中,新的计算方法与利用Max-log-map方法得到的误码性能几乎相同,但计算复杂度更低,更易于工程实现。

MP-WFRFT系统中8PSK星座裂变图案分析

为进一步探究多参加权分数阶傅里叶变换(multiple parameters weighted-type fractional Fourier transform,MP-WFRFT)对高阶基带星座的影响,对MP-WFRFT变换中的8PSK基带星座裂变规律进行了定性与定量研究。通过定义星座裂变函数,并搭建相应几何模型,采用向量合成的基本方法,推导得出基于MP-WFRFT变换的8PSK星座裂变规律。进一步通过研究合成向量与星座点重合的关系,探索得出裂变星座点数与MP-WFRFT的时域项权系数模值比具有一一对应关系。搭建了基于MP-WFRFT的星座裂变系统,将星座裂变点数、模糊量作为约束条件以合理设计MP-WFRFT多个参数,相应构建了基于MP-WFRFT多参数混合整数优化模型,并采用遗传算法对模型进行优化求解。仿真测试得出的星座裂变基本样式、裂变点数、模糊发散规律与所提出基于MP-WFRFT变换的8PSK星座裂变理论相一致;此外,通过误码率对比测试,表明经过MP-WFRFT变换后系统在确保自身通信质量的前提下,可有效降低非授权方的通信性能。MP-WFRFT变换可使得原始星座表现出较好的抗能量检测、抗星座识别特性,进而提升系统的抗截获性能,能够运用于保密通信之中。

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600Mb/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2dB。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。

8PSK调制解调技术实现的研究

8PSK是一种常用于卫星通信的高带宽效率的多相位键控调制解调技术。通过进行8PSK调制解调的基带仿真,对实现中影响该系统性能的几个重要问题进行了研究。研究了实际应用时不同类型和参数的滤波器对系统性能的影响,针对8PSK的特点,采用了存储波形累加求和法来代替一般的滤波成形,提高了调制速度,利用其相位对称的特点将波形存储表压缩为原容量的1/4,有效地节约了存储空间。

一种组合的8PSK差分前向频率估计

考察2种差分前向估计器（DFE）在8PSK系统载波恢复中的性能：基于8thPower算法的DFE将噪声放大了18dB，恶化了估计性能，但该算法稳健性好；基于模π／4算法的DFE在复高斯噪声的情况下求模运算引入了错误相位点，若能纠正这些错误相位点，则该算法估计精度高。综合2种算法的优点，提出一种组合式的频率估计方案。仿真结果表明，该方案有效纠正了模π／4算法求模运算引入的错误相位点，估计精度高，估计结果稳定可靠。

8PSK信号的干扰分析与仿真

八进制移相键控（8PSK）调制方式在卫星通信中占有越来越重要的地位，基于DVB—S2标准采用的8PSK调制方式，详细分析了信号的调制与解调原理，给出了8PSK信号接收以及受扰时的误比特率（BER）表达式。通过仿真，得到不同干扰方式下8PSK信号在DVB-S2系统的误比特率，并对结果进行了分析。

自适应均衡在8PSK解调中的应用仿真分析

介绍了8PSK调制解调原理、线性均衡器和判决反馈均衡器的结构以及LMS自适应算法。仿真分析了8PSK解调中应用两种均衡器后的解调性能,作出了误比特率曲线。

EDGE中8PSK调制的软件实现

EDGE作为GSM增强数据速率演进系统,其关键技术之一是引入具有更高调制速率的8PSK调制。EDGE中8PSK调制不同于一般8PSK调制,它采用的脉冲成型滤波器是对GMSK进行Laurent分解获得的线性GMSK脉冲,且采用硬件电路实现。硬件实现Laurent分解及成型滤波存在电路成本高、灵活性差、精度低、结构复杂等缺点。针对EDGE中硬件实现8PSK的这些缺点,提出一种易于软件实现的数字信号处理算法。该算法利用正交调制实现方式与软件无线电技术,可在通用编程硬件平台上软件实现8PSK调制,具有可移植性、易实现性、成本低等优点,可用于GSM增强数据速率演进系统中。本文网络版地址:http://www.eepw.com.cn/article/170159.

基于DTTL算法的8PSK符号定时恢复技术

本文阐述了DTTL全数字符号定时恢复算法在8PSK解调系统中的实现。文中结合8PSK解调系统,对DTTL算法中插值器、定时误差检测器、环路滤波器以及数控振荡器等进行了详细的分析。系统仿真显示了该算法稳定的跟踪性能。

D8PSK调制格式研究及其传输性能分析

研究了基于相位调制原理的新型调制格式差分八相相移键控(D8PSK),给出了串联和并联两种信号生成方案,对包括非归零码(NRZ)、33%占空比归零码(33%RZ)、50%占空比归零码(50%RZ)、载波抑制归零码(CSRZ)4种不同码型的生成方式进行了说明,对信号的接收过程和预编码公式进行了理论推导,并对系统进行了仿真。仿真系统中信号总速率达到100 Gbit/s,信号生成采用串联方式,信号接收采用4个马赫-曾德尔时延干涉仪(MZI)平衡检测接收机,色散补偿方式采用对称补偿,通过眼图可以看到其接收效果良好。最后对不同码型的D8PSK与DQPSK系统在抵抗群速度色散效应、非线性效应及偏振模色散效应3种主要影响系统传输性能的因素方面进行了分析比较。当眼图张开度代价为1dB时,CSRZ-D8PSK信号的群速度色散容限、非线性容限及偏振模色散容限分别为190ps/nm、4.4 dBm及24 ps,结果表明其具有较好的传输性能。

TCM-8PSK短包高速跳频接收机的快速载波同步

通过对典型载波同步环路的分析与比较,提出一种新型的适用于TCM-8PSK短包高速跳频接收机的快速载波同步环路.对2种鉴相器(基于逐幸存处理(PSP)的鉴相器、锯齿形鉴相器)与2种环路滤波器(一阶环、二阶三型环)分别组合得到的4种环路结构的误比特率(BER)进行仿真,结果表明在短包传输方式以及AWGN信道条件下,基于PSP的鉴相器结合一阶滤波器的环路结构具有最佳BER性能.利用Monte Carlo算法得到该环路的相位误差统计信息,并对原鉴相器的鉴相特性曲线进行改进,减小了由相位误差产生的环路噪声.改进后的鉴相器结合一阶滤波器的新载波同步环路便于硬件实现,在最大载波频偏为1‰倍符号率以及中频信号通过信噪比为5～15dB的AWGN信道条件下,BER较理论值损失0.4～1.5dB,而较原环路提升0.5～1.5dB.该仿真结果与硬件实际测量结果一致.

突发8PSK信号载波同步算法研究

在时分多址(TDMA)通信网络中,由于COSTAS环会出现"悬隔效应"导致其不太适应突发方式载波恢复的解调要求。因此,提出了一种开环结构的全数字无前导字的突发8PSK解调方案。与常规算法相比,该算法可以在较低信噪比、较大载波频偏下工作,适合用于突发通信。在已有的理论基础上对算法进行了讨论,并给出了计算机的仿真结果。

卫星高速8PSK调制器中成形滤波器设计及其基于并行查表的FPGA实现

根据高速8PSK卫星调制器的要求，针对数字化基带成形滤波的信号处理特点，提出一种基于部分卷积和并行查表的高速卫星成形滤波器设计方法及基于现场可编程门阵列（FPGA）芯片结构的FPGA算法。用片内的BLOCKRAM精心设计查找表，通过改变查找表内容可适用于各种信道限带性能要求的传输系统。在XILINX公司Virtex2—1000芯片上完成该方案，MODELSIM的时序仿真结果表明可支持高达400Mbit／s的输入数据，满足卫星通信高速成形的要求。

民航地空数据链中D8PSK信号解调算法研究

甚高频数据链模式2(VDL M2)是下一代民航地空数据链,已在国际民航领域得到应用,其物理层信号采用D8PSK调制模式。面对未来民机装备国产化的需要,地空数据链中D8PSK信号解调算法的研究势在必行。文中以国际民航组织(ICAO)发布的文件为依据,分析了D8PSK信号的特征,研究了信号的解调算法并进行了仿真实现。通过仿真模拟ICAO规定的噪声环境,对比不同解调方法的抗噪性能,明确适用于民航地空通信的D8PSK解调算法。