短突發(fā)SOQPSK系統(tǒng)載波同步技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、短突發(fā)通信系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于軍事通信、衛(wèi)星通信、深空探測(cè)及高速移動(dòng)通信等領(lǐng)域，由于這些系統(tǒng)的信道都是功率和帶寬受限的，因此如何高效地利用有限的功率和頻率進(jìn)行通信成為了短突發(fā)通信系統(tǒng)的首要問(wèn)題。成形偏移四相相移鍵控(SOQPSK)信號(hào)是CPM調(diào)制方式的一種特殊形式，是在OQPSK的基礎(chǔ)上改進(jìn)而來(lái)。因此，它兼有CPM和OQPSK的特點(diǎn)，具有嚴(yán)格恒包絡(luò)特性，且具有高頻譜利用率、高功率利用率等優(yōu)勢(shì)，已成為上述通信系統(tǒng)中最常用的一種調(diào)制方式。另外，由

2、于通信雙方快速的相對(duì)移動(dòng)，接收信號(hào)產(chǎn)生了較大的頻偏，為了使其能被接收端可靠地接收，如何在大頻偏環(huán)境下實(shí)現(xiàn)精確的載波同步是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。
　　為了解決上述問(wèn)題，本文首先研究了基于時(shí)域相關(guān)函數(shù)的載波同步算法，包括Kay算法、Fitz算法、L&R算法、M&M算法、CC算法。以及基于頻域FFT的載波同步算法，如FFT算法、R&O算法、AVG算法、R&A算法、RPA算法。通過(guò)對(duì)這兩類(lèi)算法的研究和分析可知，普遍來(lái)講時(shí)域算法的估計(jì)精度較高，但估

3、計(jì)范圍較小。而頻域算法正好相反，擁有較大的估計(jì)范圍和較低的估計(jì)精度。其中，時(shí)域的互相關(guān)(CC)算法和頻域的旋轉(zhuǎn)平均周期圖(RPA)算法分別是這兩類(lèi)載波同步算法中最優(yōu)秀的。尤其是時(shí)域互相關(guān)算法，它的估計(jì)范圍和估計(jì)精度可以根據(jù)用于互相關(guān)運(yùn)算的兩塊導(dǎo)頻的間距靈活地進(jìn)行調(diào)整。其次，針對(duì)時(shí)域和頻域載波同步算法各自的優(yōu)缺點(diǎn)，本文提出了一種基于分布式的時(shí)頻聯(lián)合(DJTFD)載波同步算法。其主要思想是首先利用頻域的旋轉(zhuǎn)平均周期圖法進(jìn)行頻偏粗估計(jì)，再利用

4、時(shí)域互相關(guān)算法進(jìn)行頻偏細(xì)估計(jì)。在導(dǎo)頻開(kāi)銷(xiāo)有限的情況下，頻域估計(jì)殘留的剩余頻偏較大，因此需要通過(guò)分布式的時(shí)域估計(jì)來(lái)兼顧較大的估計(jì)范圍和較高的估計(jì)精度。仿真結(jié)果表明，在±50％符號(hào)速率的估計(jì)范圍內(nèi)，該算法具有較高的估計(jì)精度。另外，通過(guò)對(duì)該算法復(fù)雜度的分析可知，其復(fù)雜度比較低，易于工程實(shí)現(xiàn)。最后，本文基于Verilog硬件描述語(yǔ)言，在Quartus II9.0的開(kāi)發(fā)環(huán)境下，對(duì)SOQPSK通信系統(tǒng)中的調(diào)制解調(diào)以及上述載波同步算法進(jìn)行了FPGA實(shí)