Gardner定时同步环路参数设计及性能分析

以数字锁相环理论为依据,对Gardner定时误差检测器反馈定时环路参数的设计进行了深入研究,基于MATLAB对一阶、二阶环路性能进行了仿真,重点分析了环路阶数和等效噪声带宽对系统性能的影响,得到了等效噪声带宽与定时同步环路性能的关系,为定时同步环路的设计提供了理论依据。

一种改进的Gardner定时同步算法

针对定时同步算法捕获时间长、稳定性差和误码率高等问题,提出一种改进的Gardner定时同步算法。分析不同插值滤波器对定时同步的影响,并选用分段抛物线插值滤波器。对QPSK调制信号进行开环和闭环分析。仿真结果表明,与现有算法相比,改进的定时同步算法捕获时间缩短0.005 s,进入同步后的均方误差减小,当信噪比大于8 dB时,误码率明显降低。

一种快速捕获的MPSK定时同步环路

为了提高MPSK信号解调中定时同步环路的性能,对二阶环路滤波器进行了研究。针对二阶环路跟踪性能优良、但捕获过慢的特性,使用一种与滤波器同二阶环路滤波器组成新的环路滤波器,用帧头符号进行滤波器切换。仿真表明,通过这种组合切换的方法,新的环路能够将捕获速度提高到80个符号以内,且保持二阶环路滤波器的优良跟踪性能。

基于Gardner算法的抗载波偏差的一种改进算法

提出了一种用于数字通信接受端TED(Timing Error Detector)模块的算法,它是基于已被广泛使用的Gardner算法的一种改进算法,改进后的算法解决了Gardner算法受载波偏差影响的问题。发现了载波偏差对Gardner算法的影响随载波偏差的增加呈周期性变化的特性。改进的原理是根据这个特性,把载波偏差搬移到对TED模块影响最小的周期区间内,这样可以在不求出载波偏差具体值的情况下消除载波偏差对TED模块的影响。仿真表明,按照以最佳采样点附近Gardner表达式的斜率代表精确度这个标准,改进后的算法提高精确度30%～93%。

时钟不准情形地震精确定位研究——以2011年1月19日安庆地震序列为例

通过余震序列的精确定位可以较为准确地刻画主震破裂区的时空变化规律.为了减小仪器时钟误差对地震定位精度的影响,本文基于2011年1月19日安庆地震流动台站的S-P到时差,通过主事件和双差地震定位法得到较为准确的主震位置和余震序列时空分布,并评估了仪器时钟误差;又通过对sPL近震深度震相的分析,得到了余震序列较为可靠的深度分布.结果表明,安庆地震发生在宿松—枞阳断裂带附近,余震序列大体近水平分布在5km深度,呈长1.5km、宽1km、高0.3km的薄板状展布;从时空分布来看,随着时间的推移余震序列似乎有往北东方向扩展的趋势.研究表明,基于S-P到时差的定位方法可以有效消除时钟不准确带来的影响,为中小地震和余震序列活动性的研究提供可靠的定位结果.

一种用于遥测多符号检测的位同步算法

为使现有遥测脉冲编码调制/调频(PCM/FM)系统中的定时同步环路可直接用于多符号检测(MSD),从而降低系统的复杂度,提出了一种适用于遥测 PCM/FM MSD 的位同步算法。该算法采用 MSD 的似然比作为定时估计的统计变量,据此可直接利用传统 PCM/FM 限幅鉴频接收机中的定时同步环路来实现位同步。与传统的基于“迟早门”的 MSD 位同步算法相比,所提算法节省了一个 MSD 支路的运算,极大降低了接收机存储和计算资源。此外,所提算法采用 Gardner 算法作为定时误差检测单元,便于高速实现;所提算法的定时估计误差的归一化方差在低信噪比区仍小于 0.01,满足遥测接收机的要求,且误比特率(BER)性能与理想同步情况相比,几乎没有损失。

一种改进的符号定时恢复算法研究与性能分析

Gardner算法是数字解调系统中常用的一种提取定时误差的算法,但Gardner算法的一个主要缺点是对限带信号会产生明显的定时抖动。本文针对Garnder算法的不足,对一种改进的算法进行研究,并以M-PSK信号为例,对整个定时恢复环路进行仿真。仿真结果显示当输入信号为M-PSK信号时,定时误差抖动明显降低,数字接收系统的性能得以明显改善。

一种星间激光通信高速并行定时恢复算法设计

空间卫星激光通信的高数据速率导致传统的串行定时同步算法难以实现,对此,本文设计了一种基于Gardner定时误差检测的并行反馈数模混合定时同步算法,通过DDS和PLL混频的方式控制高速ADC的采样时钟相位,以实现高精度、高速率的符号定时同步。计算机仿真结果表明该并行算法在高速数据传输系统下具有良好的定时同步性能。

一种改进的定时误差检测算法

定时恢复环路是数字接收机同步模块的一个重要组成部分,Gardner算法以实现结构简单,不敏感于载波相位,独立于调制方式等优点作为定时误差检测算法广泛应用于数字接收机的定时恢复环路中。鉴于Gardner算法在数字接收机定时同步中的广泛应用,并通过比较Gardner算法及其改进算法的定时抖动和捕获性能,研究了一种改进的Gardner定时误差检测算法。仿真结果表明,该算法对于MPSK恒包络的调制信号定时抖动性能有很明显的改善,并且在小滚降因子下改善仍然成立,但是对于16QAM非恒包络的调制信号改善不理想。

基于DVB-C的符号同步电路优化设计

根据DVB-C标准,采用反馈环路实现符号同步,其中时钟误差检测器选择M&M算法.通过复用将符号同步电路中时钟误差检测器和环路滤波器的乘法器数目由六个减少到两个,减少了硬件规模.通过对所设计的符号同步环路仿真,环路能够在采样时钟抖动为200×10-6时完成对64QAM(正交幅度调制)信号的符号同步,并能在较短时间内达到收敛.

一种面向短时突发信号的高精度同步方案设计

针对短时突发通信存在捕获时间长、算法复杂度高、资源开销大等问题,文中设计了一种高精度同步方案。该方案自定义收发双方帧结构,采用独特码差分匹配算法实现信号检测和帧同步,并采用基于导频累积量的前向估计算法实现频偏估计和校正。为兼顾频偏估计精度和算法复杂度,对独特码采用滑动相关算法实现初始相位捕获,使系统结构紧凑,更加适合FPGA硬件实现。理论分析和软件仿真表明,该方案在低信噪比和高动态范围条件下具有较好的接收性能,频率估计精度能够达到符号速率的万分之一。文中同时进行了硬件协同仿真与验证,并给出了相应的仿真波形。

基于窗化法与新误差估计方法改进的BWGAD算法

为提高Gardner算法的计算性能,基于窗化法对Gardner算法的插值器进行加窗处理,改善了插值滤波器的抗混叠性能,提高了算法计算精度与计算速度,并考虑到相邻符号间的串扰,基于MMSE准则对定时误差进行修正.综合以上2点改进,提出BWGAD算法.仿真结果证明,BWGAD算法的定时精度与收敛速度均优于传统Gardner算法.

一种改进的符号定时恢复算法研究与性能分析

Gardner算法是数字解调系统中常用的一种定时误差提取算法,但该算法的一个主要缺点是会产生定时抖动。针对Garnder算法的不足,对一种改进的Gardner算法进行了研究,并在自噪声性能及系统误码率方面和Gardner算法进行比较。仿真结果表明,当系统接收的是QPSK信号时,在!=0.25,等效噪声环路带宽BLT=0.005时,使用改进的算法,定时抖动会明显降低,系统误码率也得到很大的改善。

QPSK全数字接收机定时同步环路

将三阶立方拉格朗日多项式内插算法和Gardner定时误差检测算法应用于QPSK全数字接收机定时同步环路,并对构成环路的其他部分,环路滤波器以及数控振荡器进行分析并提出实现方法。通过仿真,证明上述算法具有良好的性能,可以很好的解决定时同步问题,并在FPGA上实现整个环路设计方案,使得数字解调的硬件实现具有良好的灵活性和可移植性。