一种适用于突发信号的载波同步算法
( 息工程大学 信息工程学院 , 南 郑州 400 ) 信 河 5 02
摘要 : 针对 突发通 信 中的非 数 据 辅助 载 波 同步 问题 , 出 了一种 改进 的差 分 相位 频差估 计算 提
法 。该 算 法 采 用 D T频 差 粗 估 计 的 频 率 搬 移 方 法 扩 展 了估 计 范 围 , 频 移 后 的 信 号 进 行 K 阶 F 对
均值 滤波提 高 了算法 的抗 噪 声性 能, 并利 用高 阶差分 相位 加权 精细估 计 载波 频偏 , 得 了较高 获 的估 计精度 。结合 二 阶判决 指导数 字锁 相环 , 采用 联 合 结构 实 现 载 波相 位 的快 速 同步。 文章
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
给 出 了算法 的实现 步骤 , 并对其 性 能进行 了分 析。 仿 真结 果 表 明 , 算 法 计算 复杂度 低 , 计 该 估
c so tie yw ihigtehg re iee t l h s .A jit t cuefrc rirsn ho i y i ban d b eg t h ihod rdf rni ae on r tr ar y c rn— n f ap su o e
精度 高 , 收敛速 度 快 , 具有 较 高的实用 价值 。
关键 词 : 突发信 号 ; 频偏估 计 ; 均值 滤 波 ; 阶差分 相位 ; 字锁相 环 高 数
中图分类 号 :N 1.3 T 9 1 2 文 献 标 识 码 : A 文 章 编 号 :6 1— 6 3 2 1 ) 4— 4 4~ 4 1 7 0 7 (0 0 0 0 3 O
Absr c : mp o e i e e t lp a e fe u n y ofe si trf r NDA a re e e c y - t a t An i r v d d f r n i h s q e c f t e tmao o f a r s c rir f qu n y s n r c r n z t n i u s o h o ia i n b rtc mmu i ain i r p s d.Thi a g rt m x e dst efe u n y r n e va fe o n c to sp o o e s lo ih e tn h q e c a g i r - r q e c h f n h ti a e n a DF o re e tma o , n h n a e a e h o s i e ina — u n y s it g ta sb s d o T c a s si tr a d t e v r g st e d wn hf d sg lU i t sn i l t p a e a i g fl rt mp o et e p ro m a c n lw NR. Hih e tma in a c r - i g a smp e K-a v r gn t o i r v h e r n e i o S i e f g si t c u a o
K e r s: u s in l re u n y ofe si t n;a ea i l r i h o d rd fe e ta ha e; y wo d b rtsg a ;f q e c f te tma i s o v r gngf t ;h g r e ifr n ilp s i e dg tlph s o k d lo iia a e l c e o p
z to s p e e td b o i i g t e f r r e u n y e tma e wi h e o d o d r De iin・ - ain i r s n e y c mb n n h o wa d f q e c si t t t e s c n r e cso - - r h Di r ce LL. T i lo ih i e c i e n d ti a d t e p ro ma c S a ay e . S mu ai n r - e td DP h s ag rt m S d s rb d i ea l n h e f r n e i n ls d i lto e s hs s o t a h o o e lo ih h sl we o u h w h tt e prp s d a g rt m a o rc mplxt n ih a c r c swela a d a — e i a d hg c u a y a l s rpi e y q sto uiiin. I ’ au b e i r cia m p e n ai n t Sv l a l n p a tc li lme tto .
Ca r e y c 0 i a i n Al o ihm o r ir S n hr n z tO g r t f r Bur t S g l s i na
W U , GE i d n , W ANG n Di L n— o g Bi
(n tueo nomainE gn eig nomain E gn eigUnv ri ,Z e gh u4 0 0 C ia Is tt fIfr t n ie r ,Ifr t n ie r iest h n z o 5 0 2, hn ) i o n o n y
第 1 1卷 第 4期 21 0 0年 8 月
信 息 工 程 大 学 学 报
J u na fI fr to gn e i g Un v riy o r lo n o ma in En ie rn ie st
V0 . l 1 1 N0 4 . Au . 01 g2 0
一
种适 用 于 突发 信 号 的载波 同步 算法
一种突发通信信号检测及同步算法
一种突发通信信号检测及同步算法
罗欢吉;夏高峰
【期刊名称】《航空电子技术》
【年(卷),期】2015(046)004
【摘要】突发通信系统因通信时间短而给突发信号的到达检测、载波相位及定时同步带来了困难.为此提出了一种基于能量归一和双峰值检测的突发信号检测方案,并基于两个相关峰信息完成了定时、载波、相位误差估计与补偿.仿真及实践结果表明,基于本文提出的突发信号检测及同步方案实现简单、性能优异.
【总页数】6页(P1-6)
【作者】罗欢吉;夏高峰
【作者单位】中航工业第一飞机设计研究院,陕西710089;中国航空无线电电子研究所,上海200241
【正文语种】中文
【中图分类】TN919.72
【相关文献】
1.一种突发通信信号检测与频偏估计算法 [J], 姚国义;李鑫;兰瑞田
2.一种CPM信号检测与定时同步算法 [J], 钟凯;葛临东;巩克现
3.适合短突发通信的定时同步算法仿真与FPGA实现 [J], 汪颜
4.突发通信定时同步算法的FPGA实现方法 [J], 徐铁喜;
5.一种适合突发通信的信号检测改进算法 [J], 冯文江;王红霞;侯剑辉;李国权
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基于导频受限短突发通信的高精度快速频偏估计
基于导频受限短突发通信的高精度快速频偏估计袁静珍【摘要】针对导频符号辅助调制(PSAM)的导频受限短突发通信载波同步,提出了一种高精度快速的频偏估计算法.其基本原理是:利用自相关算子得到具有较大估计范围和较低信噪比门限的联合自相关算法,再利用互相关算子获得具有高精度的简化互相关算法.理论分析和仿真结果表明,提出的算法能够消除大频偏,而且还具有较低的复杂度和良好的解调性能.【期刊名称】《电讯技术》【年(卷),期】2018(058)010【总页数】5页(P1201-1205)【关键词】短突发通信;载波同步;导频符号辅助调制;频偏估计【作者】袁静珍【作者单位】韩山师范学院物理与电子工程学院,广东潮州521041【正文语种】中文【中图分类】TN911.231 引言近年来,短突发通信已经广泛应用于卫星遥感、深空通信等前沿领域,同时还将应用到第五代(5G)移动通信中[1-2]。
在这些通信领域中,通信双方的相对移动会产生多普勒效应,大多普勒频移会造成同步接收机无法实现相干解调,从而导致通信质量的急剧下降。
为了对抗大载波频偏,传统的估计算法可以分为数据辅助、非数据辅助两大类[3-4],其中,非数据辅助这一类估计算法的信噪比门限和复杂度较数据辅助估计算法高,因此,在短突发通信中,普遍采用基于已知的数据符号的数据辅助估计算法。
用于第二代数字视频广播(Digital Video Broadcasting-Second Generation,DVB-S2)的数据帧结构将90个已知的数据符号作为帧头,再以1 440个数据符号附加36个导频符号为单元周期地构成DVB-S2数据帧结构。
文献[5-6]提出了一种基于导频符号辅助调制(Pilot-Symbol-Assisted-Modulation,PSAM)的数据帧结构,即将一定长度的导频符号分成两部分,含有若干个连续符号的部分作为帧头,细分成单个离散符号的部分插至帧中和帧尾。
一种短波突发信号的联合定时同步结构
e t s o o h ag r h n fs o v r e c n n lw se d -tt E a d g o r c ig p r r n e S mu aie e p r n sc ri d o t n ri fb t lo t msi tc n eg n e a d i o t a y s eMS n o d ta k n e f ma c . i lt x e me t are u e i a a o v i i df r n h n e si d c t h tte c mb n d sr cu e ag r h h sg o e oma c so o v r e c n r c i g i e e tc a n l ia et a h o i e t tr o t m a o d p r r n e fc n e g n e a d t k n . f n u l i f a
本文主要研究非数 据辅助的定 时同步算法 。非数据辅助的
, ,, : ( 一 —)一) 一 — 五 ( 一) ∑g。 ( 1 五 ( ( 1 一) : 五 k g )
=Fk, ) ( k 2 () 2
前馈式定时 同步算 法采用基 于最 大似 然 ( ) 的算法 , 算 ML … 该 法估计精度高 , 对载波相位偏差不敏感 、 实现简单。非 数据辅 助 的反馈式算法采 用 G rn r ad e 算法 J该算法 需要的数 据量小 , , 对 载波相位偏差不敏感 。但对于带限基带数字信号 , a nr G r e 算法 d 存在 自噪声 , 因此要在定时误 差检测之前进行预滤波 , 使信号在
时同步结构 既具有前馈算法收敛迅速 的特 点, 也具 有反馈算 法稳态误差小 、 跟踪能力 强的特 点。不 同信道环境 下的仿真实验表 明, 该联合结构算法的收敛和跟 踪性 能优 良。
水声网络中的多普勒频移补偿研究
毕业论文(设计)水声网络中的多普勒频移补偿研究院(系):信息与电气工程学院专业:通信工程学生:童心导师:刘志勇哈尔滨工业大学2013年6月25日水声网络中的多普勒频移补偿研究摘要在水声通信中,由于发射和接收平台之间的相对运动,多普勒频移是无法避免的。
多普勒频移使信号频率和相位发生变化,降低载波估计的精度,造成自适应均衡器的发散,使整个系统的性能下降。
因此多普勒频移补偿是水声通信的关键技术之一,并日益受到人们的重视。
本文主要讨论三种多普勒估计算法:直接相位提取法、模糊函数法和多普勒块估计法,并进行了软件仿真。
同时对与之相关的数据帧插入信号的选取、信号采样率转换、插值因子的确定等问题进行了研究。
通过在QPSK系统中的仿真对多普勒频移补偿的方法进行了验证,并对其性能进行了分析。
仿真结果表明,三种算法都能在一定程度上对存在多普勒频移的QPSK系统进行补偿,提高系统性能。
关键词:水声通信;QPSK技术;多普勒频移补偿;重采样;模糊度函数RESEARCH ON DOPPLERCOMPENSATION FORUNDERWATER ACOUSTICNETWORKSAbstractDoppler shift is unavoidable in underwater acoustic communications because of relative moving between the transmitter and the receiver. Doppler shifts change received signal frequencies and phases, decrease accuracy of carrier frequencies estimation and result in divergence, presenting serious effect on system performance. So the Doppler compensation is one of the key techniques for acoustic communications and becomes more and more important.This article focuses on three estimation algorithm: direct phase extraction, ambiguity function and block Doppler estimation compensation method, and make software simulation. Some questions relative to the Doppler shift compensation, such as the choice of signals inserted in the data packet, sampling-rate conversion, determining the number of interpolating factors and interpolation are studied. These three methods are verified and their performances are analyzed by simulation of the QPSK technology. Simulation results show that each algorithm can compensate the Doppler shift of the QPSK system.Keywords: Underwater Acoustic Communication; QPSK Technology; Doppler Compensation; Resample; Ambiguity Function目录摘要.................................................................................................................. I Abstract .............................................................................................................. II第1章绪论 (1)1.1 课题背景、目的和意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 主要研究内容 (3)1.4 本文结构 (4)第2章多普勒频移对QPSK系统的影响 (5)2.1 QPSK系统 (5)2.1.1 QPSK简介 (5)2.1.2 QPSK调制 (6)2.1.3 QPSK解调 (7)2.1.4 QPSK信号误码率 (8)2.2 系统仿真及多普勒频移影响 (10)2.3 本章小结 (12)第3章多普勒频移载波估计法 (14)3.1 多普勒频移理论基础 (14)3.2 直接相位提取法 (16)3.2.1 理论基础 (16)3.2.2 仿真与性能分析 (18)3.3 本章小结 (19)第4章多普勒频移补偿算法 (20)4.1 模糊函数法 (20)4.2 多普勒频移块估计 (21)4.3 采样率的转换 (23)4.3.1 抽取 (25)4.3.2 内插 (26)4.4 结果对比 (27)4.5 本章小结 (30)结论 (31)致谢 (33)参考文献 (34)第1章绪论1.1课题背景、目的和意义水声通信是海洋声学技术的重要组成部分,在民用与军事上都有着广泛的应用前景。
一种适合突发通信的位定时和载波相位捕获联合估计算法
1
引 言
突 发 通 信 技 术 已经 广 泛 应 用 于 卫 星通 信 、移 动 通 信 、 点对 多 点无 线 接 入 等 共 享 媒 介 通 信系 统 中 。
研 究表 明[ ,差 分 解 调 能 很 好 的抗 瑞 利 衰 落 ,但 是 当莱 斯 衰 落 占主 导地 位 时 ,相 干 解 调 的性 能要 比差 1 ]
一
种 能 够 同 时 进 行 位 定 时 和 载 波 初 始 相 何 同 步 的 并 行 算 法 , 与 传 统 的 先 进 行 载 波 恢 复 , 再 进 行 位 定 时 捕 获 的 串 行 处 理
相 比,该算法 同步 速度 更快 ( ~ 2个符 号 ) 81 ,实 现结 构简 单 ,适 于数 字 化实现 。 关 键词 :突发 通信 ;位 定 时捕获 ;载 波初相 捕获 中图分 类号 ;T 1. N9 17 文 献标 识码 z A
[ ( n ) g, n ) x[ 2 t 】 n ) ( , T+ g 一 ( T) p (f+ ) + ( 一 e jn 】 t
n= 0
() 1
其中, 发送复基带符号为 ; + a 在前导码部分有 a= 2 2 1 , ( = rf ( ( , r) j , n √ /( ± ) g, g( c)  ̄ ) ) f f g( ) ,
同步 时 间 短 ,算法 实现 简 单 ,而且 估 计 的性 能十 分 接 近 C a r a rme— o界 【。但 是 现 有 的位 定 时 和 载 波相 R 5 ]
位 捕 获算 法 采 用 串行 处 理 方 式 ,即 先 通 过 突 发 帧 前 导 字 载 波 相位 恢 复信 号获 取 载 波 误 差 ,然 后 再从 位
电路与系统学报
一种新的消除V&V算法载波相位模糊的方法
算法 需要 后续的消除相位折叠的处理 】 以避 免由载波 的相 。
1 引言
对于高效 、 低速的卫星突发信号 ,没有载 波同步码和定 时 同步码 ,突发一 开始 就是信号的独特码 ,这就要求信号的 同步时 间要非常短。常规 的基于锁相环 或滤波器的载波 同步 方法需要一定的收敛时间才能入锁 ,对 于这类信号几乎无能 为力。无辅助数据( o aa d d NDA 的载波同步方法是 N nD tAie , )
提 出了基于大数判决原则 的载波相位模糊 消除方法 。第 4节 对两 种方法进 行了计算机仿真 ,并给 出了比较结果 。最后是
一
位模 糊导致的信 号跳周 。但 是,由于 随机噪声和剩余频差 的 存在 ,特别是在信 噪比较低 时,后续 的消 除相位折 叠的方法 经常 出现 错误 ,导 致解调 出来的信 号跳周的概 率较 大,使误
码 率大大增加 。
本 文提 出的消除载波相位模糊跳 周的概率,而且在信 噪比较 高、不 出 现跳 周现象的情 况下 ,误码 率也有所下降 。该方法 已实际应 用于 新近 开发的通 信系统中 。 木文第 2节简要介绍 了 V&V相位估计器及 已有的消除 载波 相位 模糊的方法 ,分析 了跳周现象产生的原因 。第 3节
(c o lfU i ri Eet n cec n c n lg hn , h n d 0 4 C i S h o nv syo l r iS i ea dT h ooyo ia C eg u6 5 , hn o e t f co c n e fC 1 0 a)
Ab ta tTh sr c e V& V lo i m s v r utbe frc rirs n ho iaino us in 1 Ai rV&V lo i m,ap s ag r h i ey s i l o are y c r nz t fb rtsg a. d t a o e ag r h t ot
突发模式OQPSK接收机的一种快速同步算法
基 于上 述 考 虑 、本 文 提 出 了 突发 模式 OQP K( f e a rt r h s hf Ke ig 接 收 S Of t s Qu d au eP aeS i  ̄ yn 1
机 一种 开 环 结构 ’ 的快 速 同 步算 法 .本算 法 基 于 一 个特 定 图案 的 前 导字 ,在 前 导 字 期 间经 过 适 当l ,可将 待 估 计 的同 步 参 数 分 开 ,从而 并 行 、独 立 地 估计 各 个 参 数。 载波 和 位 时钟 恢 复 址理 同 时 进 行 . 因 此 系 统 可 以 采 用 很 短 的 前 导 字 , 从 而 大 大 减 少 了 捕 获 时 间 本 文 首 先 介 绍 了 采 用 该 算 法 的 接 收 机 模 型 .然 后 论 述 了 所 提 出 载 波 和 位 时 钟 快 速 同 步 算 法 , 最 后 分 析 了算 怯 性 能 并
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第2 4卷 毓l Leabharlann 强212 年 1 月 (0
电 子 与 信 息 学 报
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J OURNAL OF ELECTRONI CS AND I ORM A O N NF TI TECHNOLOGY
解 调
3载 波 和位 时 钟 同步 算 法 31载 波 恢 复 算 法 前 导 字 基 带 信 号 采 用 重 复 的 1 1 1 0”序 列 ,当 不 存 在 载 波 相 位 误 差 时
,
接收的等效基带信号是相邻两个判决点( 瓦 ,
( :、 ) ,
2 0 0 — 0 收 到 , 2 0 — 一 2 定 稿 00 — 4 0 0 01 2 l
著键词 囊发模式, OQP K 同步 S l引
突发模式下PSK信号的载波估计和位同步技术
中图分 类 号 :N 1 T 9l 文献标 识码 : A
Ca re r ir—Esi a in a d S m b l S n h 0 ia in i tm to n y o — y c r n z t n 0 Bu s o e PS Tr n m iso r tM d K a s sin DENG Je i
( o t et hn ntueo lc oi T c nlg , h nd 10 6, hn ) Suh s C iaIstt f e t nc e h o y C e gu6 0 3 C ia w i E r o
Ab t a t A n w ag r m o a t a r rt c i g a d s mb l - i n e o ey i u tmo e P K ta s s r c : e l o t f r s ri a k n n y o —t i h f c e r mi g r c v r n b r d S n ・ s r ・ mis n i r p s d si s p o o e .T e ag r h i b s d o e u e o p ca r a l ,a d u e th f t r g o h lo t m s a e n t s fa s e ilp e m e n s s ma c l i i h b i e n
时钟的相 位信 息 , 用数 字相 关得 到 载波初 相 的估 计 值 。 此算 法 结构 简单 , 利 可估 计 的 载 波频 差 范 围 约 为符号 率的 41% , -0 且计 算量 不大 , 适合数 字硬 件 实现 。 实测 结 果验 证 了该 方 法的 可行 性 和 有 效
短突发系统数据辅助载波同步的导频设计
短突发系统数据辅助载波同步的导频设计孙锦华;王雪梅;吴小钧【摘要】对于短突发通信系统,基于时域相关函数数据辅助的频率估计方法中导频位置、导频数目对载波频率估计精度和估计范围有很大的影响,该文提出一种具有较高估计精度的基于相关函数和的频率估计算法,并推导出该算法的理论估计方差。
通过分析导频位置对估计范围和估计精度的影响,提出一种可变 D 间距数据帧结构(VDPM)设计方案,即根据系统估计精度和估计范围的要求选择合适的导频间距。
理论分析和仿真结果表明VDPM帧结构可以灵活地兼顾估计精度和估计范围的要求,基于相关函数和的频率估计算法仅利用很短的导频符号就能达到较高的估计精度,适合在短突发通信系统中应用。
%For short burst communication systems, the position and the number of pilot symbols have a great impact on frequency estimation accuracy and estimation range in time-domain correlation frequency estimation algorithm. So a frequency estimation algorithm with a high frequency estimation accuracy based on the summation of the entire cross correlation is proposed, and its theoretical estimation variance is derived. By analyzing the impact of the pilot position on estimation accuracy and estimation range, a scheme of Variable D-spaced Preamble Middle (VDPM) frame structure is proposed which can choose the distance of pilot blocks according to estimation accuracy and estimation range. Theoretical analysis and simulation results show that the frame structure can satisfy the requirements of frequency estimation range and estimation accuracy, and the estimation algorithm can achieve highestimation accuracy with a few pilot symbols, hence it is suit for short burst communication system.【期刊名称】《电子与信息学报》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】7页(P669-675)【关键词】短突发通信;导频符号;载波同步;帧结构【作者】孙锦华;王雪梅;吴小钧【作者单位】西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室西安710071;西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室西安710071;长安大学信息工程学院西安 710064【正文语种】中文【中图分类】TN927在深空通信、卫星通信等系统中,多普勒频偏会严重影响接收机的性能,而导频符号辅助传输(pilot symbol assisted transmission)是最实用的技术之一,通常导频符号以时分复用的方式插入到数据信息中,用于载波参数恢复和信道估计。
一种适用于突发通信的快速帧同步方法
22网络通信技术Network Communication Technology电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering1 引言突发通信通过减少信号在空间的暴露时间可有效提高通信系统的抗截获和抗干扰能力,在无线通信和电子对抗中具有广泛应用。
突发通信采用突发方式进行数据发送,当且仅当有数据到达的情况下才发起传输,并且在数据发送后停止传输,每次传输都有一个确定的时间[1]。
突发通信的接收系统存在着信号捕获、同步建立的过程,并且对每一个新接收到的数据包都要解调以获得新的同步信息,此时需依靠帧标志从接收到的数据中识别帧的起始位置以建立帧同步[2]。
作为突发通信中的关键技术之一,帧同步是信息传输的前提和基础,突发通信中要求接收端快速准确地建立帧同步[3]。
对于多用户接入系统,帧标志也用于识别用户的信息,帧标志序列需具备良好的自相关及互相关性能[4]。
伪随机序列中m 序列易于实现,Gold 序列优选序列多,且都具有良好的伪随机性能和自相关特性,彼此之间又可以得到较小的互相关幅度,易于从其它信号或干扰中分离出来[5][6]。
本文在此基础上,提出一种基于复合码的帧标志序列设计方法,使用二次扩频技术,即采用Gold 序列对m 序列进行扩频调制,生成的复合码调制一段全0或全1序列作为帧标志序列。
本方法利用m 序列和Gold 序列良好的相关性能,使用二次扩频产生的复合码作为突发通信系统的帧标志序列,并在接收端采用恰当的帧同步检测机制,快速有效地建立帧同步,同时实现数据相位解模糊及用户信息的识别,为后续数据的处理提供可靠保障。
2 帧标志序列设计下面先对基于复合码的帧标志序列生成过程进行详细介绍。
在突发通信系统的发送端,生成帧标志序列,过程如下:先确定一段长度为N 1的全0序列,使用长度为N 2的Gold 序列对其进行第一次扩频,再使用长度为N 3的m 序列对上述序列进行第二次扩频,生成的序列作为发送数据帧中的帧标志序列,如图1所示。
