一种全数字QAM接收机符号定时和载波相位恢复方案
通信学报/980715
科技期刊
通信学报
JOURNAL OF THE CHINA INSTITUTE OF COMMUNICATIONS
1998年 第19卷 第7期
Correspondence
一种全数字QAM接收机符号定时和载波相位恢复方案
郑大春 项海格
(北京大学电子学系 北京 100871)
摘 要 本文提出的全数字QAM接收机同步系统的实现方案，将最大平均功率定时同步算法与最大似然载波相
位恢复方法相结合，实现了符号定时的同步和载波相位的恢复，整个算法构成一个数字信号处理过程，将符号
定时、载波相位和符号解调最佳问题的三维搜索分解为符号定时和载波相位最佳估计的一维搜索，在实现同步
的同时也得到符号的最佳解调。算法在定时和相位估计过程中分别采用局部并行前向结构，运算速度快，不需
要专门设计同步头就能用于TDAM突发模式。
关键词 符号定时 载波相位恢复 最大似然估计 最大平均功率定时
A Symbol Timing and Carrier Phase Recovery Scheme
for All Digital QAM Receiver
Zheng Dachun Xiang Haige
(Department of Electronics,Peking University,Beijing 100871)
Abstract The scheme introduced here puts the maximum mean power timing and the maximum likelihood carrier
phase estimate algorithm together to achieve symbol timing and carrier phase synchronization for all digital QAM
receiver. It is completely composed of digital signal processing procedures. The scheme decomposes the three-
dimension search for optimum timing, optimum phase estimate and optimum demodulation into two one-dimension
searches for optimum timing and optimum phase estimate, respectively. The local forward parallel structure makes it so
fast, without any preamble, to fit for TDMA burst mode channel.
Key words symbol timing, carrier phase recovery, maximum likelihood estimate, maximum mean power timing
1 概述
全数字接收机的符号定时和载波相位同步系统倾向采用这样一种标准：收发两端的频率源工作在固定的频
率上，由高稳定度的晶体振荡器来实现，定时误差和相位误差的提取由数字信号处理(DSP)算法来完成，误差
信号不再反馈到模拟部分去控制压控振荡器，而是被用来驱动相应的DSP算法，从已接收信号的采样序列中消
除定时误差和相位误差的影响，将符号正确地解调出来。这种全数字接收机要求前向结构的同步系统，明显地
体现了软件无线电的思想，也是本文同步算法的基本思想。
符号定时和载波相位同步系统的结构可分为联合同步结构［1］和分别同步结构，作者曾撰文［2］针对QAM
系统提出一种无需数据辅助的全线性并行结构的符号定时和载波相位联合估计的最大似然算法。M.Oerder和H.
Meyr于1987年4月提出的数字滤波平方定时算法［3］是一种频域实现的数字滤波器提取定时误差信号算法。作者
提出的最大平均功率定时同步算法［4］，直接从时域上提取带限QAM、PSK和PAM符号的定时误差，省去了
FFT变换，进一步简化了平方算法的结构。
全数字化载波相位恢复算法中，PSK调制信号系统的相位恢复算法已经有了较好的方案［1，5］，本文从最
大似然估计算法入手推导QAM信号系统的载波相位恢复算法，在第2节描述QAM同步算法的组成；第3节给出
算法实现的同步系统仿真研究；最后对算法进行总结，提出进一步完善的思路。
2 符号定时和载波相位同步算法
2.1 最大平均功率定时同步算法
文献［4］中详细讨论了最大平均功率定时同步算法的原理，此处为节省篇幅，只引用该文的基本思想，加
上文献［4］中没有的仿真结果分析。
一般地，几种线性数字调制技术的等效低通发射信号为
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