M-APSK鉴相算法与并行载波同步方法

为实现M进制幅相调制(M-APSK)体制下高阶调制信号的相位精细校正,将DVB-S2标准推荐的16APSK和32APSK的Q次方无数据辅助鉴相算法进行了扩展,以应用于64APSK、128APSK和256APSK等高阶调制。针对高阶调制的有效鉴相星座点占比较低时环路工作不稳定的问题提出了改进算法,通过对功率归一化后接收符号的幅值进行阈值判决,仅在高于阈值时进行鉴相,低于阈值时则不改变滤波器状态和相位补偿值,以提高星座点的鉴相有效性和可靠性,从而降低入锁门限。针对高速数传的符号速率非常高,而处理器的工作时钟频率相对较低的问题,提出了一种适用于M-APSK的并行载波同步方法,可以满足接收机工作时钟处理需要。相对于传统固定编码调制(CCM)的载波同步环路,该并行方法还可应用于可变编码调制(VCM)体制的频率跟踪。

一种全数字化32APSK高速解调器实现方案

针对我国高分辨率遥感卫星超高速数据的传输需求,提出一种速率高达3 Gb/s的全数字化32APSK高速解调器实现方案。方案根据32APSK调制体制星座映射特征,对传统的四相松尾环进行改进,通过引入量化判决模块筛选出32APSK星座图中对称相位线上的点,设计了一种适用于32APSK的四相松尾环载波同步算法。通过搭建基于大规模FPGA+DSP的可编程硬件平台进行了算法验证和解调器解调性能测试,测试结果表明,高速解调器在32APSK调制模式下的解调损失小于2 dB,满足实际工程需要。

非线性卫星信道中APSK信号星座优化设计研究

APSK是一种非常适合于卫星信道的调制方式,它具有较高的功率有效性和频带利用率。基于最小欧氏距离最大准则研究APSK信号星座的优化设计问题,并通过对星座最小距离的分析与仿真设计了一种以第一内环最小距离dring1为基准,设计各环半径等参数的最优星座构造流程。针对卫星通信中的非线性问题,利用APSK星座的多环结构,采用修正理论星座点参数以达到预失真矫正目的,从而简化卫星信道中非线性预失真的处理。

卫星通信中16APSK调制下带有记忆性的后置预失真算法

针对卫星星载功率放大器工作在饱和区域所造成的卫星传输信号非线性特性,以及传统的前置预失真器由于延时、高阶信号调制等原因,不能完全消除功率放大器的非线性影响与记忆效应。提出了一种可用于多幅度高阶信号调制的后置预失真器算法,该算法通过建立多变量矩阵后置预失真器来消除功率放大器的非线性影响和记忆性影响。从误码率、功率谱和星座图3个方面对所设计的后置预失真器进行性能分析,仿真结果表明后置预失真器可以有效消除高阶调制信号的非线性影响和记忆性影响,在实际应用领域拥有较高的价值。

一种基于FFT算法M-APSK信号载波参数联合检测

随着卫星通信业务的发展,高阶调制技术逐渐应用于卫星通信中,但载波频率和相位偏差对诸如M-APSK等高阶调制信号的影响很大。在回顾载波同步算法理论的基础上,分析了载波频率和相位偏差对APSK信号系统的影响,采用了一种基于最大似然(ML)准则的数据辅助(DA)载波同步算法,并使用FFT快速运算和三线插值法,对频率偏差和相位偏差进行了联合检测。研究表明,该算法在同步性能和实现复杂度上的性能都比较优越。该算法对卫星通信高阶调制M-APSK信号的同步技术提供了一定的参考价值。

基于精简星座鉴相的大频偏16-APSK信号载波同步

为了增大对16-APSK信号的鉴相范围,提高环路捕获带宽,提出了在环路捕获阶段使用精简星座鉴相、在捕获完成后使用混合NDA/DD鉴相的载波同步结构。这种结构在实现了环路捕获带宽增加的同时,仍然保持了混合NDA/DD法实现简单、与符号判决单元无耦合、运算速度快的优点。仿真结果验证了使用精简星座鉴相后环路捕获带宽的增加。

高阶调制APSK信号载波同步算法研究

随着卫星通信业务的发展,卫星宽带高速数据通信变得越来越重要,使得高阶调制技术逐渐应用于卫星通信中,但载波频偏对诸如APSK等高阶调制信号的影响很大,其多个幅度也使得载波同步更加复杂。在回顾载波同步算法理论的基础上,分析了载波频率和相位偏差对APSK信号系统的影响,并研究了载波频率和相位偏差的估计算法。分析表明,算法可有效地解决APSK信号多幅度和相位模糊较大的问题,可较好地适用于APSK信号的载波频率和相位同步。

基于数字平方算法的APSK信号位定时误差估计方法

APSK高阶调制用于卫星通信时,信号受收发系统的时钟频差影响严重,同步算法也较为复杂。介绍了APSK的信号模型,在此基础上,采用一种数字平方算法估计位定时的误差。仿真结果表明,该方法能较好地估计出APSK信号位定时误差,且算法不受载波频偏的影响。通过仿真得出了算法性能与运算数据长度的关系。

16-APSK信号NDA鉴相新算法

针对幅相联合键控(16-APSK)信号,基于V&V算法提出了一种用于反馈环路的非数据辅助的(Non Data-Aided,NDA)鉴相算法。该算法首先对信号进行星座分割,然后对各子星座上的点分别应用V&V算法,不同子星座鉴相的权重可通过参数设置方便地进行控制。同时,还提出了一种变体算法,针对每个子星座,将V&V算法对信号幅度的非线性运算直接替换为一个固定的幅度,使得对各子星座鉴相权重的控制更加简单,也更便于工程实现。经仿真验证,通过恰当控制算法参数,可以起到降低鉴相模糊度的作用,有利于简化16-APSK信号鉴相的解模糊处理。

一种用于BICM-ID系统的新颖8APSK映射方案

为了能够通过高阶调制信号增加信道容量,提高编码增益和频谱效率,对8阶振幅移相键控(APSK)星座映射方案进行优化。基于欧氏距离设计准则提出一种新颖(2,6)-scheme 8APSK映射方案,并应用于联合准循环构造法构造的低密度奇偶校验(LDPC)(4 599,4 307)码的比特交织编码调制迭代译码(BICM-ID)系统中。信道容量仿真表明,所提方案在高、低信噪比区域都具有非常优越的互信息性能。误码率(BER)性能仿真表明,在BER为10-7时,联合LDPC(4 599,4 307)码的(2,6)-scheme 8APSK映射方案较(4,4)-scheme 8APSK映射方案、8PSK调制的格雷(Gray)映射、集分割(SP)映射、半集分割(SSP)映射分别提高了约0.45 d B、1.10 d B、1.62 d B、2.13 d B的编码增益。外附信息转移(EXIT)图仿真说明,所提方案能够更早地打开译码通道,从而更早地通过迭代来实现无错译码。

基于卫星信道的APSK调制研究

幅相键控(APSK)调制作为一种QAM与PSK调制的结合方法,既减小了对放大器非线性的敏感性,又提高频谱利用率,已经在宽带卫星通信中得到广泛关注。介绍APSK调制的信号特性,重点分析16APSK的星座图优化问题,并提出一种新的搜索最小欧氏距离的方法。针对卫星信道中的非线性问题,进行了预失真矫正。仿真结果充分表明,经过预失真补偿后的APSK调制在卫星信道中具有优越性。

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。

基于相位旋转和帧头检测的16APSK相位模糊纠正算法

针对16APSK信号载波同步的多重相位模糊问题,提出了一种简单的结合相位旋转和帧头检测的相位模糊纠正算法。对16APSK信号载波同步的相位模糊问题做了简要介绍,并进行了数学推导和分析。提出的相位模糊纠正算法,首先利用CORDIC算法进行角度计算和相位旋转,把16APSK信号的12重相位模糊降低到4重相位模糊,接着利用帧头检测技术对4重相位模糊进行纠正,最终得到正确的星座图和解码数据。为了验证算法的可行性,在FPGA上对提出的相位模糊纠正算法进行了实现和测试,测试结果表明,提出的算法能够正确纠正16APSK信号载波同步中的多重相位模糊问题。

基于FPGA的16APSK数字接收机的设计与实现

介绍了一种适用于新型体制16APSK的相干解调算法,给出了其工作流程框图,说明了各主要模块的设计方法,并给出了基于FPGA的数字接收机架构及实现结果。经实验证明,该接收机兼顾解调性能与实现复杂度,具有较高的工程应用价值。

一种星上多载波APSK信号定时恢复方法

APSK信号应用在基于MF-TDMA星上处理的卫星通信系统中增加了系统的灵活性,多载波APSK信号定时恢复是实现星上整体解调处理的一个关键步骤。针对多载波APSK信号的特殊性和星上资源的有限性,提出了一种基于2倍采样加内插的多载波APSK信号定时恢复方法,在多载波情况下该方法与常规的定时恢复方法相比能够减小一半的数据缓存量,为星上处理节约了大量宝贵的存储空间,具有处理时延小和对信号幅度不敏感的优点。通过仿真给出了本方法性能与内插滤波器阶数和运算数据长度的关系。仿真结果表明,该方法能够较好地完成星上多载波APSK信号的定时恢复。

8APSK_TCM编码调制方法在水声传输中的应用

论述了应用于水声信道的网格编码调制技术,分析了影响其性能的主要因素为有效编码长度,最小乘积距离;在此基础上,提出了基于水声信道的8APSK_TCM编码调制方法,并在给定的水声信道下进行了仿真,仿真结果表明:8APSK_TCM模式相对于标准的TCM模式在信噪比相同的情况下,降低了系统的误码率,改善了水声通信系统的可靠性。

GMR-1卫星通信16-APSK信号软解码算法

针对GMR-1卫星通信中的高阶APSK解调方式,文章提出了一个实用的16-APSK信号软解码算法。因为16-APSK是一种非恒定包络调制方案,利用不完美的格雷码形成两个环(内环与外环)的星座映射,我们采用一个实用的和统计的方法获得象征码字的逐位指标。该算法可用于LDPC码(低密度奇偶校验码)或Turbo码的二进制迭代译码器。文章也通过计算机模拟迭代Turbo译码器显示出该算法比知名的Max-Log-MAP算法有更好的性能。

基于水声信道的MAPSK-TCM编码调制技术研究

论述了应用于水声信道的网格编码调制TCM技术,分析了影响其性能的主要因素;针对水声信道带宽有限的情况,提出了在信号频带不展宽的情况下提高水声通信性能的多进制非对称MAPSK-TCM编码调制方法,并在给定的水声信道下,分别对码率为1/2、2/3的情况进行了仿真,仿真结果表明:MAPSK-TCM方法(M=4或8)相对于相同信号带宽的标准TCM方法,在信噪比相同的情况下,降低了系统的误码率,对改善水声通信的可靠性有重要意义。

DVB-S2标准中APSK星座选择与软解调设计

APSK是DVB-S2标准中新采用的信号星座以充分提高频谱利用率,减小卫星信道非线性失真的影响。APSK不像一般的其他星座那样固定不变,而是针对不同的频谱效率有不同的相对半径。本文将讨论在DVB-S2中如何选择APSK,并介绍一种针对其星座编码特点的软判断解调方案。

APSK长突发信号的动态载波相位跟踪

APSK已被用于宽带数字卫星通信,在采用APSK长突发的卫星通信中,需要对一帧内的载波相位动态变化进行跟踪。针对粗载波同步和符号同步完成后的长突发APSK调制信号,提出一种新的载波跟踪方案,该方案采用一种基于星座分割的NDA鉴相算法,使用两个二阶锁相环,并借助于一个很短的独特码解相位模糊,可在很高的数据传输效率下,克服一般闭环法的捕获时间问题,实现对整帧信号载波相位的顺利跟踪。