高速OQPSK数字解调同步技术研究与实现

摘要

随着数字解调技术的不断发展、各行业对数据传输速率的要求不断提高、信道频谱资源的越发紧张，对高速高频谱利用率的调制信号解调同步算法的研究成为当今通信行业的研究热点。本文在对数字解调系统的同步算法（载波同步算法和定时同步算法）进行详细的理论分析的基础上，针对OQPSK调制信号的特点进行并行改进，进一步完成对高速OQPSK调制信号解调中同步算法的研究与实现。 论文基于APRX（Alternative Parallel Receiver）架构，在高速通信测试仪的指标要求下，提出了适用于符号率为360MHz的OQPSK信号的同步解调方案，详细阐述其工作流程，完成对高速OQPSK解调器的整体结构的设计。 在同步技术方面，论文把载波同步模块划分为了载波频率同步、相位同步两个模块，具体分析比较了双滤波器检测法、平方律相关器法、开环时延相乘法、基于傅立叶变换的载波频偏估计法等载波频率同步算法和比较了直接判决法与四次方法这两个载波相位同步算法，选取了利用 FFT 变换的载波频率同步法作为本文的载波频率同步算法，选取了四次方法为本文的载波相位同步算法，推导出其并行实现结构。通过MATLAB对改进后的并行结构进行算法仿真，最后在FPGA上完成对载波同步模块的实现。在OQPSK调制信号定时同步算法研究方面，对早迟门算法、Gardner 算法、O&M 算法等常用定时误差估计算法进行了理论分析，针对OQPSK 调制信号的特性，对 O&M 算法进行改进并将其并行实现，使之适用于OQPSK调制信号的定时误差估计。通过MATLAB对改进后的并行O&M算法进行算法的仿真验证其有效性和可行性，最后在 FPGA 上完成对定时同步模块的逻辑实现。 论文最后对高速OQPSK解调器进行实际性能测试。测试表明解调器能完成对360MHz符号率的OQPSK调制信号进行解调，在符号率为360MHz的情况下载波频率同步模块和载波相位同步模块联合可以完成对?6MHz内载波频偏的校正。定时同步模块分别找出OQPSK信号I、Q两路的最佳采样点的位置，并将其固定。最后得到的OQPSK信号的星座点的EVM在10%rms之内，符合高速通信测试仪的指标要求。完成对整个高速OQPSK解调器的设计与实现。

目录

第一个书签之前