短突發(fā)PSK通信系統(tǒng)中載波同步技術(shù)的研究.pdf

1、依靠短突發(fā)方式進(jìn)行通信的領(lǐng)域（如軍事通信、深空通信等）通常都存在這樣一個(gè)現(xiàn)象：即通信雙方存在著相對(duì)高速的移動(dòng)。這樣就會(huì)產(chǎn)生大多普勒（Doppler）頻移，從而導(dǎo)致同步接收機(jī)無(wú)法正常工作，最終造成通信質(zhì)量嚴(yán)重下降。針對(duì)這一問(wèn)題，載波同步技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。另外，為了提高通信系統(tǒng)的抗噪聲能力，調(diào)制技術(shù)得以發(fā)展和應(yīng)用，并成為了通信系統(tǒng)中不可或缺的部分。其中，相移鍵控（PSK）就是一種常用的調(diào)制技術(shù)，其調(diào)制和解調(diào)的方式簡(jiǎn)單，因而易于工程實(shí)現(xiàn)。

2、那么，在大多普勒頻移下，如何設(shè)計(jì)并利用好的算法（比如具備高精度和低復(fù)雜度等）實(shí)現(xiàn)短突發(fā)PSK通信中有效的載波同步是一個(gè)非常有意義的問(wèn)題。
　　本文研究了近些年國(guó)內(nèi)外載波同步技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用?；诖?，首先介紹了加性高斯白噪聲（AWGN）信道下載波同步的一些基礎(chǔ)概念（包括接收機(jī)模型、同步準(zhǔn)則、同步模式和性能下界），討論了PSK調(diào)制下接收信號(hào)的特性。其次，研究了幾種常用數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)（包括導(dǎo)頻前置Pre、導(dǎo)頻中置Mid和導(dǎo)頻前/后置PP）

3、，針對(duì)它們的局限性提出了一種通用數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)，該數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)可以通過(guò)控制若干個(gè)參數(shù)（比如導(dǎo)頻的塊數(shù)及分配方式等）來(lái)較好地適應(yīng)短突發(fā)通信。再次，基于該通用數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)，推導(dǎo)了各同步模式（包括單純數(shù)據(jù)輔助DA和非數(shù)據(jù)輔助NDA、聯(lián)合DA-NDA）的載波參數(shù)估計(jì)克拉美羅界（CRB）；理論分析并仿真了單純DA及其聯(lián)合同步模式的載波參數(shù)估計(jì)CRB性能，發(fā)現(xiàn)當(dāng)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度與導(dǎo)頻長(zhǎng)度的比值較小時(shí)，應(yīng)當(dāng)選用單純DA同步模式，否則，選用聯(lián)合DA-NDA同步模式；同

4、時(shí)討論了載波參數(shù)估計(jì)CRB與數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性關(guān)系，引入了對(duì)稱(chēng)數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)的概念，當(dāng)數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)時(shí)，載波頻偏估計(jì)CRB與相位估計(jì)CRB解耦合。然后，基于對(duì)稱(chēng)數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)，研究了單純同步模式的相位估計(jì)，提出了一種可消除（剩余）頻偏影響的相位估計(jì)方法，并引入了前置/后置相位估計(jì)器的概念。最后，研究了載波同步中頻偏估計(jì)算法的分類(lèi)（包括快速傅里葉變換法、最小平方法、相位增量法和盲搜索法）及其原理，根據(jù)各類(lèi)算法的特點(diǎn)，給出了各同步模式的算法選擇；同