π-4-QPSK全數(shù)字調(diào)制解調(diào)機(jī).pdf

1、隨著微電子技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，通信技術(shù)經(jīng)歷了一個(gè)從模擬到數(shù)字的變革過(guò)程。數(shù)字通信以其自身的優(yōu)秀品質(zhì)得到了社會(huì)的公認(rèn)，贏得了廣泛的市場(chǎng)，迅速占據(jù)了通信領(lǐng)域的主導(dǎo)地位。 基于衛(wèi)星通信的移動(dòng)通信系統(tǒng)和個(gè)人通信系統(tǒng)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，如何對(duì)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確的接收和解調(diào)，滿足突發(fā)工作模式的要求，就成為我們所面臨的一個(gè)新課題。另一方面，由于Internet的驅(qū)動(dòng)，像其他通信技術(shù)一樣，衛(wèi)星通信正轉(zhuǎn)向滿足數(shù)據(jù)通信的全面需求。具

2、體講，一方面已經(jīng)成熟的基于C波段和Ku波段技術(shù)的VSAT系統(tǒng)不斷演進(jìn)滿足了Internet業(yè)務(wù)的要求，并成為全球Internet網(wǎng)的一個(gè)重要組成部分，另一方面采用更高的Ka頻段技術(shù)，可真正實(shí)現(xiàn)個(gè)人通信的寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)，特別是低軌道衛(wèi)星群系統(tǒng)正在開(kāi)發(fā)、試驗(yàn)和建設(shè)之中，本文討論的就是Ka波段戰(zhàn)術(shù)數(shù)字衛(wèi)星通信技術(shù)研究中的全數(shù)字調(diào)制解調(diào)機(jī)。近些年來(lái)出現(xiàn)的許多新概念和新思想，諸如多波速天線、智能天線、軟件無(wú)線電、多波速星上轉(zhuǎn)接、星上處理、VSA

3、T衛(wèi)星通信、移動(dòng)衛(wèi)星通信、智能化網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)代編碼調(diào)制及自適應(yīng)信號(hào)處理技術(shù)等功率/頻譜有效利用新技術(shù)以及IP QoS的物理層、MAC層、會(huì)聚層及應(yīng)用層方面有效的協(xié)議處理技術(shù)等與衛(wèi)星通信自身特征緊密結(jié)合，產(chǎn)生了一系列特有的新技術(shù)。這些新概念、新思想和新技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，推動(dòng)了衛(wèi)星通信技術(shù)全面、快速地向新一代衛(wèi)星通信系統(tǒng)轉(zhuǎn)變的進(jìn)程。上述通信系統(tǒng)所要涉及的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)就是全數(shù)字接收技術(shù)。 本文的主要任務(wù)是研究開(kāi)發(fā)Ka波段下的π/4-QPSK全數(shù)

4、字調(diào)制接收機(jī)，其內(nèi)容涉及信道編譯碼、交織處理、變速率處理以及數(shù)字調(diào)制解調(diào)，本文主要研究π/4-QPSK數(shù)字解調(diào)的定時(shí)同步和載波恢復(fù)算法，以及在ADSP21161開(kāi)發(fā)環(huán)境下的調(diào)制解調(diào)實(shí)現(xiàn)。論文期間，經(jīng)過(guò)閱讀相關(guān)文獻(xiàn)，研究前人的成熟做法，結(jié)合現(xiàn)有的數(shù)字信號(hào)處理器水平，根據(jù)實(shí)際工程中的通信條件，設(shè)計(jì)出合適的數(shù)字化解調(diào)方案，通過(guò)數(shù)學(xué)分析并結(jié)合計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的可行性。具體在以下幾個(gè)方面開(kāi)展了研究： 1、查閱了大量參考文獻(xiàn)，分析比較

5、了多種解調(diào)算法，選定最大平均功率算法解決定時(shí)同步的問(wèn)題，并在MATLAB環(huán)境下進(jìn)行算法仿真，驗(yàn)證了算法的可行性和可靠性。 2、考慮到頻偏存在的影響，經(jīng)過(guò)查閱大量參考文獻(xiàn)，在傳統(tǒng)頻偏檢測(cè)電壓產(chǎn)生電路-平衡正交相關(guān)器和雙濾波器頻偏檢測(cè)器的基礎(chǔ)上，仿真研究了全數(shù)字載波頻偏觀測(cè)算法，驗(yàn)證了算法的正確性和可行性。 3、定時(shí)同步采用最大平均功率定時(shí)同步算法，頻偏的估計(jì)采用全數(shù)字頻偏觀測(cè)器估計(jì)，對(duì)符號(hào)定時(shí)以及載波頻偏的估計(jì)實(shí)施卡爾曼濾

6、波，總結(jié)出全數(shù)字解調(diào)算法的體系結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)要提出了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方案。 4、在ADSP-21161N評(píng)估板上完成了最大平均功率定時(shí)同步算法的DSP軟件設(shè)計(jì)，通過(guò)解調(diào)π/4-QPSK信號(hào)驗(yàn)證了算法的正確行和實(shí)用性。 全數(shù)字解調(diào)算法是由一系列的數(shù)字信號(hào)處理算法構(gòu)成的。為了方便數(shù)字信號(hào)處理算法的實(shí)施，全數(shù)字解調(diào)算法實(shí)現(xiàn)的體系結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的模擬方法相比有很大的改變，尤其是同步系統(tǒng)已經(jīng)完全不同于傳統(tǒng)的同步系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，本地參考載波和采樣時(shí)鐘