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数字卫星通信系统中QPSK频偏估计技术的研究

作　者: 常倩
导　师: 苏扬
学　校: 西安科技大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 载波同步中频数字化接收机 FFT 频偏估计
分类号: TN927.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

在数字通信系统中，发送的信息是经过编码的码元序列，再用该序列去改变载波的某个或多个参数，实现数字调制。在数字卫星通信中，针对不同的系统可以采用不同的调制方式，QPSK是当前数字卫星通信系统中使用的主要调制方式之一。在通信系统中，同步是一项关键的技术问题，整个系统能否有效可靠地工作，很大程度上依赖于同步系统性能的优劣。本文主要以QPSK中频数字接收机的载波同步为切入点，研究接收机系统载波频偏的估计方法。本文紧紧围绕载波同步的方法进行研究，分析了载波频偏产生的原因以及载波频偏对接收机系统性能的影响，详细阐述了载波同步和载波频偏估计基本理论，给出了载波频偏估计与补偿的方法。在频偏估计方法里，本文提出了一种快速傅里叶变换(FFT)与载波频率跟踪环路相结合的载波频偏估计和恢复方法。即先用FFT载波频偏估计进行频率牵引纠正大频偏，该算法可以在低信噪比下检测出载波频偏的绝对值大小和正负方向，在此基础上用载波频率跟踪环路纠正小频偏，以达到快速、精确地进行载波同步的目的。并且进一步通过MATLAB仿真验证了该方法的可行性和有效性。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-7
1 绪论  7-11
  1.1 课题研究背景及国内外研究现状  7-10
  1.2 本文的主要研究内容和结构安排  10-11
2 载波同步技术  11-24
  2.1 引言  11
  2.2 锁相环  11-17
    2.2.1 锁相环路基本工作原理  12-14
    2.2.2 环路捕获  14-15
    2.2.3 二阶环的捕获带与捕获时间  15-17
  2.3 抑制载波跟踪环  17-21
    2.3.1 平方环  18-19
    2.3.2 同相-正交环  19-20
    2.3.3 多相移相信号(MPSK)的载波提取  20-21
  2.4 数字锁相环  21-22
  2.5 载波同步系统的性能  22-23
  2.6 本章小结  23-24
3 中频数字化接收技术  24-35
  3.1 引言  24
  3.2 中频数字接收机的工作原理  24-25
  3.3 数字变频原理  25-26
  3.4 多速率数字信号处理理论  26-32
    3.4.1 整数倍抽取  26-27
    3.4.2 信号抽取的多级实现  27-28
    3.4.3 两种高效的抽取滤波器  28-32
  3.5 数字正交变换理论  32-33
  3.6 本章小结  33-35
4 FFT 频偏估计算法  35-48
  4.1 引言  35-36
  4.2 性能分析  36-39
    4.2.1 真实信号的 FFT  37
    4.2.2 高斯白噪声的 FFT  37-38
    4.2.3 信噪比增益分析  38
    4.2.4 检测概率分析  38-39
  4.3 FFT 频偏估计算法设计与仿真  39-44
    4.3.1 算法原理  39-41
    4.3.2 滤波器的设计  41-42
    4.3.3 算法仿真  42-44
  4.4 一种低信噪比大多普勒频偏下的载波同步环路  44-47
    4.4.1 载波跟踪环路设计  44-46
    4.4.2 载波同步环路仿真  46-47
  4.5 本章小结  47-48
5 总结  48-50
  5.1 论文工作总结  48
  5.2 前景展望  48-50
致谢  50-51
参考文献  51-53

数字卫星通信系统中QPSK频偏估计技术的研究

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