衛(wèi)星通信中全數(shù)字接收定時同步算法研究.pdf

1、隨著科學技術(shù)的迅速發(fā)展，衛(wèi)星通信技術(shù)以其通信容量大及傳播距離遠等特點已成為現(xiàn)代通信的重要方式，在應急通信、軍用通信、民用通信及中繼通信等方面具有廣闊的應用前景。然而，由于信號的頻率偏移及本地采樣時鐘與發(fā)送端時鐘的相互獨立，使得全數(shù)字接收對信號的最佳采樣出現(xiàn)時刻偏差，從而造成整個系統(tǒng)誤碼率性能的下降。換言之，對任何數(shù)字通信系統(tǒng)而言，性能良好的同步系統(tǒng)是實現(xiàn)后續(xù)信號準確解調(diào)的關鍵。因此，定時同步在衛(wèi)星通信中起著重要的作用。鑒于此，在同步系統(tǒng)

2、中如何實現(xiàn)準確定時已成為了一個研究熱點。
　　目前，學者對定時同步問題已經(jīng)開展了大量的研究工作。然而，現(xiàn)有的定時同步算法往往只從同步的速度或系統(tǒng)自噪聲等單方面進行研究，并沒有綜合考慮它們對同步性能的影響，同時也忽略了信號傳播中載波頻偏帶來的偏差。為此，本文提出了兩種改進的時鐘誤差檢測算法，即增強的Gardner時鐘誤差檢測算法（Evolved Gardner，E-Gardner）和抗載波偏差的時鐘誤差檢測算法（Anti Carri

3、er Gardner，AC-Gardner）。前者根據(jù)兩相鄰符號的極性跳轉(zhuǎn)情況，用中間值法和符號函數(shù)來分別減小式樣抖動和消除系統(tǒng)自噪聲。后者同樣以Gardner算法為基礎，推導發(fā)現(xiàn)多普勒頻移對時鐘誤差的影響具有周期性，可利用頻譜搬移來解決信號的載波偏差問題。
　　另外，多載波調(diào)制OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）系統(tǒng)中傳送的應急數(shù)據(jù)每幀長度一般為毫秒級或秒級不等，如果無

4、法檢測到數(shù)據(jù)幀的準確到達時刻，便有可能丟失掉整幀數(shù)據(jù)。針對該問題，現(xiàn)有的一些定時同步算法僅考慮了前導的結(jié)構(gòu)，并沒有將其與幀同步及符號同步有效地結(jié)合起來。為此，本文提出了一種基于OFDM符號前導的聯(lián)合檢測同步算法（Combined Detecting Synchronization OFDM-based Preamble，CDSOP）。該算法先是利用良好的自相關特性對前導結(jié)構(gòu)進行了改進，然后用粗定時完成對一幀數(shù)據(jù)中前導位置的大致估計。最后