π-4-QPSK全數(shù)字調制解調機.pdf

1、隨著微電子技術、信號處理技術和計算機技術的發(fā)展，通信技術經歷了一個從模擬到數(shù)字的變革過程。數(shù)字通信以其自身的優(yōu)秀品質得到了社會的公認，贏得了廣泛的市場，迅速占據(jù)了通信領域的主導地位。 基于衛(wèi)星通信的移動通信系統(tǒng)和個人通信系統(tǒng)的應用也越來越廣泛，如何對衛(wèi)星信號進行準確的接收和解調，滿足突發(fā)工作模式的要求，就成為我們所面臨的一個新課題。另一方面，由于Internet的驅動，像其他通信技術一樣，衛(wèi)星通信正轉向滿足數(shù)據(jù)通信的全面需求。具

2、體講，一方面已經成熟的基于C波段和Ku波段技術的VSAT系統(tǒng)不斷演進滿足了Internet業(yè)務的要求，并成為全球Internet網(wǎng)的一個重要組成部分，另一方面采用更高的Ka頻段技術，可真正實現(xiàn)個人通信的寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)，特別是低軌道衛(wèi)星群系統(tǒng)正在開發(fā)、試驗和建設之中，本文討論的就是Ka波段戰(zhàn)術數(shù)字衛(wèi)星通信技術研究中的全數(shù)字調制解調機。近些年來出現(xiàn)的許多新概念和新思想，諸如多波速天線、智能天線、軟件無線電、多波速星上轉接、星上處理、VSA

3、T衛(wèi)星通信、移動衛(wèi)星通信、智能化網(wǎng)絡、現(xiàn)代編碼調制及自適應信號處理技術等功率/頻譜有效利用新技術以及IP QoS的物理層、MAC層、會聚層及應用層方面有效的協(xié)議處理技術等與衛(wèi)星通信自身特征緊密結合，產生了一系列特有的新技術。這些新概念、新思想和新技術的實現(xiàn)，推動了衛(wèi)星通信技術全面、快速地向新一代衛(wèi)星通信系統(tǒng)轉變的進程。上述通信系統(tǒng)所要涉及的一項關鍵技術就是全數(shù)字接收技術。 本文的主要任務是研究開發(fā)Ka波段下的π/4-QPSK全數(shù)

4、字調制接收機，其內容涉及信道編譯碼、交織處理、變速率處理以及數(shù)字調制解調，本文主要研究π/4-QPSK數(shù)字解調的定時同步和載波恢復算法，以及在ADSP21161開發(fā)環(huán)境下的調制解調實現(xiàn)。論文期間，經過閱讀相關文獻，研究前人的成熟做法，結合現(xiàn)有的數(shù)字信號處理器水平，根據(jù)實際工程中的通信條件，設計出合適的數(shù)字化解調方案，通過數(shù)學分析并結合計算機仿真驗證設計方案的可行性。具體在以下幾個方面開展了研究： 1、查閱了大量參考文獻，分析比較

5、了多種解調算法，選定最大平均功率算法解決定時同步的問題，并在MATLAB環(huán)境下進行算法仿真，驗證了算法的可行性和可靠性。 2、考慮到頻偏存在的影響，經過查閱大量參考文獻，在傳統(tǒng)頻偏檢測電壓產生電路-平衡正交相關器和雙濾波器頻偏檢測器的基礎上，仿真研究了全數(shù)字載波頻偏觀測算法，驗證了算法的正確性和可行性。 3、定時同步采用最大平均功率定時同步算法，頻偏的估計采用全數(shù)字頻偏觀測器估計，對符號定時以及載波頻偏的估計實施卡爾曼濾

6、波，總結出全數(shù)字解調算法的體系結構，簡要提出了系統(tǒng)的硬件設計方案。 4、在ADSP-21161N評估板上完成了最大平均功率定時同步算法的DSP軟件設計，通過解調π/4-QPSK信號驗證了算法的正確行和實用性。 全數(shù)字解調算法是由一系列的數(shù)字信號處理算法構成的。為了方便數(shù)字信號處理算法的實施，全數(shù)字解調算法實現(xiàn)的體系結構與傳統(tǒng)的模擬方法相比有很大的改變，尤其是同步系統(tǒng)已經完全不同于傳統(tǒng)的同步系統(tǒng)結構，本地參考載波和采樣時鐘