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同步技术的实现是数字通信中非常重要且极具挑战性的研究工作。在数字通信系统中必须考虑同步问题,系统能否有效可靠地工作,很大程度上依赖于同步技术的优劣,因此它是数字通信系统中的一项关键技术。同步系统的好坏将直接影响通信质量的好坏,甚至会影响通信能否正常进行。
本文首先介绍了数字接收机中同步技术,包括位同步、载波同步和帧同步。利用MATLAB的Simulink动态系统对信号源、信道、同步系统和抽样判决部分进行建模、仿真和综合分析。该仿真系统成功的在高斯噪声信道下成功的提取了同步信号,并通过滤波,抽样判决等过程将原始信号提取了出来。
本文紧接着对位同步算法和载波同步算法进行来研究。对传统的位同步算法进行分类分析,对于基于DFT的位同步算法的过程进行了分析和仿真。本论文研究了一种基于开环的快速载波同步算法。该算法通过消除本地载波和接收载波的频偏和频差来解决解调过程的载波同步问题。这种算法可以有效地实现载波频差和相差消除,完成接收信号的载波同步。
关键词:数字接收机,位同步,载波同步,MATLAB,Simulink
ABSTRACT
Synchronization is a challenging and very important task in digital communication. In digital communication system,a hierarchy of synchronization problem has to be considered,whether communication systems can work validly and reliably or not depends on synchronization technology,so it is a key technology in communication system. This paper deals with the estimation and adjustment of carrier frequency offset,phase error and symbol timing error,then completes synchronization in the digital receiver according to the research work’s actual needs.
The synchronization technology in the digital receiver is introduced in this paper firstly,including carrier synchronization and symbol synchronization. Using MATLAB the dynamic system of Simulink source,channel,synchronous sampling system and ruling part modeling,simulation and comprehensive analysis. The success of the simulation system to base-band signal a codec,Gaussian noise in the channel from the success of the synchronization signal,and through filtering,the sampling process,and so judgment will be extracted from the original signal.
The paper then continues to the study of contrapuntal synchronization algorithms and carrier synchronization algorithms. The traditional synchronization algorithms then is analyzed,the synchronous algorithm process which is based on DFT is analyzed and simulated. This paper studied the fast carrier synchronization algorithms which are based on open loop. The algorithm by eliminating the local carrier and the frequency and receiving carrier frequency offset to solve the problem of the carrier synchronous demodulation process. This algorithm can realize the carrier frequency offset and eliminate difference effectively, completing the received signal carrier synchronization.
Keywords: Digital receiver,Carrier synchronization,MATLAB,Simulink
目 录
第1章 绪论 1
1.1 论文的研究背景及研究意义 1
1.1.1 论文的研究背景 1
1.1.2 系统开发意义 1
1.2 数字接收机同步的分类和同步系统的构成 2
1.3 对前人研究的简要总结 3
第2章 数字接收机中同步技术基础 4
2.1 项目的总体框架 4
2.2 数字通信系统中的同步系统 5
2.2.1 位同步技术基础 5
2.2.2 载波同步技术基础 7
2.2.3 符号同步技术基础 10
2.3 同步中的参数估计的评价体系 11
2.4 参数估计的均方误差 11
2.5 本章小结 12
第3章 模块设计与分析 13
3.1 系统总体模块图 13
3.2 信号源设计 14
3.3 信道设计 16
3.4 同步系统 18
3.5 抽样判决部分的设计 21
3.6 本章小结 22
第4章 位同步算法研究 23
4.1传统的位同步算法 23
4.2基于DFT的位同步算法 24
4.2.1 基于DFT的位同步算法的仿真 26
4.2.2 位同步过程 26
4.3 本章小结 28
第5章 载波同步算法研究 30
5.1 常用的载波同步算法 30
5.1.1 时域插入导频法 30
5.1.2 Costas环同步算法 32
5.2 基于开环结构的快速载波同步算法 33
5.2.1 载波频偏估计 33
5.3 本章小结 34
结 论 35
参考文献 36
致 谢 37