低信噪比短突发通信系统下载波频偏估计算法研究

摘要

随着通信技术的高速发展，在低信噪比、大多普勒频偏等条件下，数据可以进行高速率的正确传输是无线通信技术所必需的一个条件。短突发通信系统广泛的应用于卫星通信、高速移动通信、卫星通信中，由于通信双方高速的相对移动产生很大的频偏。而近年来，具有编码增益高，工作信噪比门限低等特点的香农极限码受到了广泛的关注，但是其优异的性能只有在满足精确的同步下才能体现出来，即使存在很小的载波频偏，误码性能也会急剧下降，因此，如何在低信噪比以及大频偏的条件下，运用开销较小的导频序列进行精确的载波频偏估计是无线通信中一个关键的问题。
　　为了解决上述问题，本文研究了国内外载波同步算法，如频域算法中的 FFT算法、基于FFT的改进插值算法、R&O、AVG、R&A、RPA算法、二次内插算法等，对它们进行了介绍以及分析，又研究了时域算法中的时域相关和算法，研究了它的特点，并针对该算法分析了不同的帧结构条件下的估计范围及估计精度。其次，本文结合FFT算法和时域相关和算法，提出了一种新的时频联合的载波频偏估计算法，其基本思想是在一定导频开销下，将频域估计算法估计范围大和时域估计算法估计精度高的优势结合起来，首先利用频域周期图谱峰进行频偏粗估计，剩余频偏进一步利用时域相关和方法进行细估计，系统参数设置需根据误码性能要求和复杂度折衷选择。最后针对QPSK调制和直扩系统进行了仿真，仿真结果表明在50％符号速率的估计范围内，该算法具有估计精度较高的特点，且该算法的计算复杂度较低，比较适合应用于短突发系统。

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第一章 绪论

1.1 选题背景和意义

1.2 载波同步技术的研究现状

1.3 本文主要研究内容和论文结构

第二章 数据辅助载波同步

2.1 系统模型

2.2 修正的克拉美罗界

2.3 算法仿真分析

第三章 突发直扩系统基本原理

3.1 扩频系统的模型

3.2 扩频技术简介

3.3 扩频技术理论基础

3.4 直接序列扩频技术

第四章 时域相关和算法研究和帧结构设计

4.1 帧结构的设计

4.2 基于时域相关的频率估计算法

4.3 不同导频结构估计性能分析

4.4 结论

第五章 时频联合的载波频偏估计算法

5.1 信号模型和系统模型

5.2 粗估计算法

5.3 细估计算法

5.4 估计参数设计

5.5 QPSK调制系统仿真分析

5.6 直扩QPSK系统仿真分析

第六章 结论和展望

参考文献

致谢

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