單-多載波通信系統(tǒng)中同步算法研究及FPGA實(shí)現(xiàn).pdf

1、作為通信系統(tǒng)中的重要組成部分，同步技術(shù)保證通信系統(tǒng)的性能，一直是通信系統(tǒng)中的熱點(diǎn)研究問(wèn)題。由于載荷受限，在衛(wèi)星通信中如何在低復(fù)雜度條件下完成基帶信號(hào)處理是難點(diǎn)之一。單載波調(diào)制具有PAPR低、復(fù)雜度低的特點(diǎn)，所以衛(wèi)星通信系統(tǒng)通常采用該技術(shù)。第二代地面數(shù)字視頻廣播（DVB-T2）系統(tǒng)采用OFDM調(diào)制技術(shù)，自2008年發(fā)布以來(lái)得到廣泛認(rèn)可，具有頻譜利用率高、配置參數(shù)靈活等優(yōu)點(diǎn)。本文針對(duì)單載波衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的幀同步和采樣鐘同步，以及DVB-T2

2、系統(tǒng)中的P1符號(hào)同步進(jìn)行研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴針對(duì)單載波衛(wèi)星通信系統(tǒng)，幀同步的主要作用是判別出信息幀的“開(kāi)頭”或者“結(jié)尾”時(shí)刻，為接收機(jī)提供準(zhǔn)確的信息起始位置，而采樣鐘同步的主要作用是使接收機(jī)能夠在信號(hào)的最佳采樣時(shí)刻進(jìn)行采樣，保證系統(tǒng)的性能。本文研究并實(shí)現(xiàn)了基于主同步序列的幀同步算法和典型的基于Gardner算法的采樣鐘同步算法，并針對(duì)采樣同步環(huán)路提出了一種基于高階累積量的采樣同步鎖定檢測(cè)算法，產(chǎn)生鎖定信號(hào)以控制后續(xù)模

3、塊的工作。和現(xiàn)有的采樣同步鎖定檢測(cè)算法相比，新提出的算法主要優(yōu)勢(shì)在于：在信噪比高于3dB時(shí)，新算法檢測(cè)正確概率達(dá)到100％，較現(xiàn)有算法，檢測(cè)性能至少提升1dB，信噪比低于3dB時(shí)，新算法在-5dB時(shí)檢測(cè)正確概率保持在65％以上，較現(xiàn)有算法，檢測(cè)正確概率顯著提升；由于采用高階累積量可以消除噪聲的影響，判決時(shí)可以設(shè)置單一的門限，實(shí)用性較高，而現(xiàn)有算法需大量仿真確定判決門限。⑵DVB-T2系統(tǒng)中，作為T2幀的幀頭，P1符號(hào)用來(lái)檢測(cè)T2幀和完成

4、初始同步，獲取系統(tǒng)的解調(diào)必須的系統(tǒng)參數(shù)。論文對(duì)現(xiàn)有的P1符號(hào)同步算法進(jìn)行了調(diào)研，仿真對(duì)比了算法的性能。針對(duì)現(xiàn)有算法在SFN信道下性能較差的問(wèn)題，本文利用P1符號(hào)的特殊結(jié)構(gòu)，提出了一種新的基于雙相關(guān)檢測(cè)的P1符號(hào)同步算法。相比于現(xiàn)有的同步算法，新算法在SFN信道條件下同步概率提升1dB左右，譯碼概率至少提升0.5dB，并且實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度和雙相關(guān)檢測(cè)算法基本相同，系統(tǒng)級(jí)仿真有效驗(yàn)證了算法的可靠性和可行性。⑶基于VHDL語(yǔ)言完成了幀同步算法、采樣