全数字接收机的定时同步研究和实现

摘要

定时同步技术是全数字接收机中的关键技术。在全数字通信系统中,系统能否良好的工作,很大程度上是取决于定时同步系统的好坏。
　　本文首先介绍了全数字接收机的发展历程和组成结构,基于全数字接收机中信号的处理流程,对全数字接收机中的定时同步部分进行了研究、仿真和实现。论文主要的工作和内容为:
　　1.对全数字接收机中的定时同步技术进行了研究。本论文分析了定时同步的多种实现方法,根据不同的通信系统和解调制方式,对定时同步所采用的结构进行了介绍和研究。
　　2.通过对定时同步技术中的定时误差检测算法进行研究,对多种定时误差检测算法如Gardner定时误差检测算法、数字滤波平方算法等进行了仿真和实现,并对不同的检测算法进行了比较。此外根据不同的适用范围,还对Gardner定时误差检测算法进行了改进,得到了一种适应性更加广泛的Gardner定时误差检测算法,取得了一定的创新。
　　3.对全数字接收机中的内插滤波器算法进行了仿真和实现。内插滤波器是全数字接收机中的关键部分,论文中对全数字接收机中的内插滤波理论进行了介绍,根据内插理论得到了内插滤波器的实现算法和结构,对内插滤波器中的多项式内插滤波器如线性内插、拉格朗日立方内插及抛物线内插滤波器进行了研究和仿真,并将它们的仿真波形进行了比较,此外还对应用广泛的拉格朗日立方内插滤波器进行改进,得到了实现结构更简单、运算量更小的拉格朗日立方内插滤波器。
　　4.基于前面章节的介绍,对全数字接收机的中定时环路采用硬件编程语言进行了实现。将接收端的QPSK采样信号通过拉格朗日立方内插滤波器进行内插,并将内插信号输入到Gardner定时误差检测器,对信号的定时误差进行估计,然后采用在内插控制器及匹配滤波器的调整下实现定时同步。文章最后通过编程语言对整个定时同步的组成部分进行实现,并通过软件得到了输出波形。通过比较理论上的误码率和内插处理后的符号误码率,验证了全数字接收机的定时同步环路的功能。

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第一章 绪论

§1.1 全数字接收机研究的意义

§1.2 全数字接收机的特点

§1.3 全数字接收机的发展现状及结构

§1.4 论文的安排

第二章 定时同步技术的研究

§2.1 同步的分类

§2.2 定时同步的实现方法

§2.3 全数字接收机的定时同步电路结构

§2.4 小结

第三章 全数字接收机中的定时误差检测算法

§3.1 仿真平台的介绍

§3.2 数字接收机的数学模型

§3.3 定时误差检测算法的分类

§3.4 Gardner定时误差估计算法

§3.5 改进的Gardner定时误差估计算法

§3.6 基于数字滤波平方的定时误差估计算法

§3.7 小结

第四章 内插滤波器的研究

§4.1 内插滤波器理论

§4.2 内插滤波器的设计

§4.3 内插滤波器的性能及仿真

§4.4 内插滤波器的控制原理

§4.5 小结

第五章 全数字接收机定时同步环路的实现

§5.1 全数字接收机定时同步环路的基本组成

§5.2 定时误差检测模块的实现

§5.3 NCO的实现

§5.4 内插滤波器模块的实现

§5.5 匹配滤波器的设计

§5.6 小结

第六章 总结

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间主要研究成果