一种低信噪比解调的实现方案及性能仿真

高效率编码技术(如LDPC,Turbo码)的发展迫切要求降低解调门限。提出一种适用于QPSK调制方式的低信噪比解调方案,该方案采用频域非线性定时估计算法进行定时误差估计,利用FFT进行载波频差估计,利用周期性插入的导频序列进行载波相位估计。首先仿真了定时误差和载波相位误差对解调性能的影响,并在此基础上确定了算法的具体参数,最后对解调器的综合性能进行了仿真,仿真结果表明上述算法在Es/N0=2dB时的解调性能恶化小于0.5 dB。     

一种3GPP交织器在低信噪比条件下的改进方案

国际电信联合会在3GPP标准中推荐采用3GPP交织器,它在Turbo码中有优异的性能。本文在介绍3GPP交织器的基础上,对Turbo码的距离谱进行了分析,提出了一种3GPP交织器在低信噪比条件下的改进方案。通过仿真表明,在基本不改变原交织器的设计步骤情况下,改进方案精简了交织器的结构,并通过对短帧进行填充的方式,达到较长的交织长度,改善了短帧在低信噪比条件下传输的误码性能。      

极低信噪比下应答机的关键技术研究

针对火星探测任务X频段深空应答机的高灵敏度接收处理要求,提出了扫频+频域校正、时分复用的方法解决极低信噪比下载波捕获技术,设计了一种数字载波环路方法解决高灵敏度跟踪技术。在信号强度为-155 d Bm条件下,进行了捕获算法和跟踪算法的仿真,并对算法改善前后的仿真结果进行了比较分析。仿真结果表明,采用扫频+频域校正、时分复用的捕获方法能够较好地改善FFT输出信噪比和减少捕获时间;在弱信号条件下,采用FLL+PLL结合的数字载波环路跟踪技术,可以大大缩短跟踪时间。     

一种低信噪比TDMA信号的载波同步算法

本文深入研究了基于FFT运算进行相位扩展的宽范围自相关函数法和宽范围L&R算法,分析了这两种载波频偏估计算法的性能.在此基础上,本文结合TDMA信号的前导字和CZT(chirp z-transform)算法的高频率分辨率特性,设计了适于低信噪比信号的宽范围载波同步改进算法.该算法利用TDMA信号的前导字进行数据辅助(DA)型载波同步,有效地缩小了低信噪比信号的频偏范围;再利用CZT算法进一步缩小频偏范围,最后利用非数据辅助型(NDA)自相关函数法得到精确的载波频偏.改进算法的计算复杂度略高于宽范围自相关函数法,而远低于宽范围L&R算法.通过仿真比较,改进算法对低信噪比(SNR)环境(3-6dB)中的信号具有良好且稳定的估计性能.     

基于最大似然估计的锁频环改进算法

在森林、室内、高空轨道等弱信号环境中,卫星导航接收机已不能使用传统锁频环正常跟踪接收信号多普勒频率,针对这一问题,基于最大似然估计提出了一种改进的锁频环算法,在传统锁频环混频器之前加入最大似然估计模块,给出了该算法的推导过程,结合传统锁频环的实现结构,提出一种整合了该算法的实现方案。仿真结果表明,该算法比传统锁频环在频率跟踪性能上有很大的改进。     

一种低信噪比下PSK信号载波频率估计方法

提出了一种利用自适应陷波器对单频信号分量衰减的特性估计PSK信号的载波频率的方法。信号通过陷波器滤波,输出能量最小对应的频点即为信号的载波估计频率。仿真结果表明,在低信噪比环境下该方法的估计误差小于1%。     

低信噪比环境下QPSK调制解调器的设计

介绍了低信噪比调制解调技术的研究背景及其必要性,并指出了低信噪比解调所面临的问题。给出了调制解调器的主要技术参数,并针对低信噪比提出了一种调制解调器的实现方案,该方案采用在发送数据中插入训练序列的方法,来辅助载波恢复和定时恢复,解决了低信噪比解调的难点问题。该调制器解调器结构简单,适于低信噪比的情况。     

一种低信噪比环境下的符号同步改进算法

针对OFDM符号同步基本算法在低信噪比条件下定时度量值低和干扰峰严重的缺点,提出了一种改进算法。该算法在基于训练序列符号同步的典型算法基础上,对训练序列的帧结构进行了改进,将共轭序列带入到帧结构中,同时改变了度量函数的计算方法。改进后的算法在低信噪比条件下有5 d B的性能提升,且具有计算量小、受信噪比影响小和实现简单等优点。仿真验证了改进算法在低信噪比环境下的有效性。     

低信噪比条件下快变多普勒频偏捕获算法

针对卫星移动通信低信噪比条件下快变多普勒频偏捕获提出了一种新的算法即基于搜索空间压缩的谱线循环平移算法。首先,介绍了现有的载波频偏捕获技术,分析其不能适应快变多普勒频偏条件的原因;其次,分析了多普勒变化率对载波频偏捕获的影响,主要考虑一次变化率与二次变化率将严重限制低信噪比情况下对载波频偏估计时非相干累加的有效性;最后,在此基础上,提出了低信噪比条件下快变多普勒频偏捕获的基于搜索空间压缩的谱线循环平移算法。对算法进行的Matlab仿真结果表明,其具有2~3 dB的改善增益,与最大似然算法相比,在性能仅有0.2 dB损失的情况下运算量大大减少。     

高动态微弱信标信号载波捕获跟踪的设计与实现

为了研究高动态低信噪比下信标信号的载波捕获跟踪问题,采用两级二阶锁频环(FLL)和一级三阶锁相环(PLL)技术方案。FLL采用基于周期图的鉴频方法,实现极低信噪比下信号载波的捕获。PLL中的三阶锁相环通过对环路压控振荡器(VCO)的输入控制信号进行监测,自适应地调整环路滤波器的带宽,以满足高动态下信号载波频率动态范围大的要求。在基于FPGA构建的信号处理板上验证了上述实现方案,并给出实验结果。     

鉴频鉴相器HMC440的在C波段频率合成中的应用

介绍了HITTITE公司一款具有超低相位噪声基底的鉴频鏊相器HMC440在C波段锁相频率合成器中的应用。其特点是鉴相频率高，噪声基底非常低，他集成数控程序分频器，是低相位噪声锁相频率合成器的关键部件。该器件在要求超低相位噪声的载波或本振的地方，如：卫星通信系统、军事通讯系统、Sonet时钟发生系统等，有着很好的应用前景。     

一种高性能鉴频鉴相器的设计

分析了电荷泵型锁相环中鉴相器和电荷泵的非理想因素及优化设计方法。基于台积电公司(TSMC)0.35μm 2层多晶硅4层金属(2P4M)CMOS工艺,设计了一种低杂散的鉴频鉴相器结构,该结构通过"自举"的方法,用单位增益放大器使充放电前后开关管各节点处的电压保持不变,从而消除了电荷共享的影响,减小了鉴相器的输出杂散。仿真结果表明相比于传统鉴相器结构,该鉴频鉴相器有效抑制了电荷共享问题,电荷泵开关管开启时的充放电电流尖峰大大减小了,鉴相前后的电压波动小于200μV,脉冲尖峰仅为3.07 mV,有效降低了鉴频鉴相器的输出杂散。     

基于级联式偏置锁相环的低相噪宽带频率合成器*

为提高锁相环的相位噪声性能,本文设计了一种级联式偏置锁相环来实现宽带低相噪频率合成器,通过理论分析得到其相位噪声模型,证明了该技术能够有效地降低锁相环路中鉴相器的噪声基底,并且混频交互调产生的所有杂散可由环路滤波器抑制,从而将窄带高频谱纯度信号扩展为宽带高频谱纯度信号。基于该技术提出了2GHz ~5GHz 的低相噪宽带频率合成器方案,并对其相位噪声指标进行了分析。理论与实验结果表明,相比于传统的小数分频式锁相环方案,该方案的带内相位噪声有明显改善。     

C波段宽带低噪声频率源的研制

介绍了利用锁相环和混频技术,实现C波段低相噪跳频源的方案,该方案通过两个环路同时实现跳频及混频,步进36MHz,输出频率4428~5220MHz,具有低相位噪声,低杂散等特点。和以往锁相频率合成的不同之处在于:以往混频时采用主环信号4428~5220MHz作为混频器的RF端,而本方案为可以充分抑制辅环杂散,通过放大器将主环信号放大作为混频器的本振LO端。测试结果表明达到系统对项目的指标要求,该频率合成方案是可行的。     

Ku波段宽带低噪声雷达频率源的研制

介绍一种低相噪、低杂散、宽带的雷达频率合成器方案的设计和实现,该方案采用超低相噪模拟锁相环芯片,并采用双环环内下混频结构,通过对环路滤波器的精心设计,大幅度改善相位噪声和杂散性能。给出设计过程及测试结果。实验证明该方案是成功的,达到的主要技术指标为:输出频率12.8~14.8 GHz,相位噪声-90 dBc/Hz@1 kHz,杂散-55 dBc,步进间隔50 MHz。     

C波段低相噪快速跳频源的研制

介绍一种利用乒乓环和混频技术实现C波段低相噪快速跳频源的方案。该方案共有三个环,通过两个低频锁相环采用乒乓工作的方式来实现跳频,最后一个固定点频锁相环作为混频器的本振完成上变频。与传统方法的不同之处在于,以往采用下变频频率合成器来降低相位噪声,而该方案是将低相噪的频率合成器上变频至高频段。测试结果表明,用这种方式设计的频率源达到了系统对项目的指标要求,该频率合成方案是可行的。     

基于HMC833低相噪低杂散频率源的设计

航天靶场中射频(RF)转发系统对频率源相位噪声的要求很高,因此有必要研究低相噪、低杂散、低功耗、小步进的频率源。为了适应现代航天靶场的要求,选用HMC833LP6GE锁相环芯片进行频率源设计,并用C8051F314单片机对锁相环芯片进行控制,设计出了一款性能优越的频率源。测试结果表明在合理的参数配置条件下,频率源可以满足系统的各项要求。     

X波段低相噪合成频率源设计

利用阶跃恢复二极管的强非线性特征和50MHz参考源,设计出一种高效率微波梳状发生器基准信号源,并通过此信号源采用谐波双混频合成法研制出低相噪、高杂散抑制的X波段跳频频率源。主要性能参数实测结果为:输出频率7.6～8.5GHz,频率跳频间隔50MHz,相位相噪≤-105dBc/Hz/1kHz、杂散抑制≤-60dBc。