高码率MQAM矢量解调分析的设计与实现

发布时间：2017-09-07 08:17

  本文关键词：高码率MQAM矢量解调分析的设计与实现

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【摘要】：随着通信技术飞速发展,对传输速度要求越来越快,高码率、高频带利用率也成为热门焦点,MQAM(Multiple Quadrature Amplitude Modulation,多进制正交幅度调制)是一种高效调制方式,在VDSL(Very High Speed Digital Subscriber Line,超高速数字用户线路)、移动通信、数字电视网络、数字微波系统、深空通信、卫星空间通信等高速数据传输领域中广泛应用,研究高码率MQAM解调技术对高速通信传输至关重要。本文主要研究高码率MQAM数字解调算法及DSP实现与分析,设计带宽为56MHz、最高码率为320Mbps的全数字MQAM矢量解调系统。高码率和高阶QAM(正交幅度调制)解调不仅要求解调算法性能高,而且还要考虑算法处理时间是否满足实时性的要求。主要工作和成果概括如下:首先根据MQAM信号和数字调制解调原理研究了解调算法各模块作用,并在此基础上对各类QAM信号的星座图进行解调性能和难度分析,由此设计出MQAM信号数字解调的总体流程。然后按流程分别提出了解调关键技术中的匹配滤波、定时同步、自适应均衡和载波同步算法。其中,对于定时同步误差提取,使用了幅值平方法并实现了MQAM信号的定时同步;对于自适应均衡算法,首先研究了CMA(constant modulus algorithm,恒模)算法性能,并发现了CMA算法产生相偏带来星座旋转和高阶QAM信号均衡效果不明显的问题,设计了基于方型星座和十字型星座的MMA(multimodulus algorithm,多模)算法,解决了高阶QAM均衡的难题;对于载波同步,比较了DD(Decision Direct,直接判决)算法、RC(reduced constellation,简化星座)算法和极性判决法的性能特点,再根据各同步算法的特点和分析对象的一般情况,确定了适用于MQAM载波恢复算法:低阶QAM选用改进的RC算法,高阶QAM选用极性判决法。针对各类QAM信号解调各模块的MATLAB仿真结果表明,论文设计的解调算法性能表现较好。最后,所有模块组合成完整的解调体系,并设计了DSP实现流程,利用现有的测试平台,通过对实际采样数据的处理和算法的DSP移植验证了各类QAM信号解调的实际可行性,测试内存和处理时间分析系统性能,结果表明设计的解调方案达到实时要求,同时实现了320Mbps码率的解调分析。
【关键词】：MQAM 数字解调 定时同步 均衡 载波恢复
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN763
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 MQAM解调技术国内外现状研究10-12
• 1.2.1 国内外研究现状10-12
• 1.2.2 MQAM解调技术发展趋势12
• 1.3 论文主要研究内容及章节安排12-14
• 第二章 MQAM解调器总体框架设计14-24
• 2.1 MQAM的概述14-16
• 2.2 MQAM解调器的四个关键模块16-19
• 2.2.1 匹配滤波17
• 2.2.2 定时同步17-18
• 2.2.3 载波恢复18
• 2.2.4 自适应均衡18-19
• 2.3 MQAM解调架构19-23
• 2.3.1 不同阶数的解调性能19-22
• 2.3.2 MQAM解调器架构设计22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 匹配滤波、定时同步和均衡模块设计24-51
• 3.1 匹配滤波设计24-29
• 3.1.1 匹配滤波基本原理24-27
• 3.1.2 仿真分析27-28
• 3.1.3 匹配滤波算法实现28-29
• 3.2 定时同步设计29-38
• 3.2.1 定时同步算法29-30
• 3.2.2 定时误差检测30-32
• 3.2.3 定时误差纠正32-35
• 3.2.4 仿真分析35-36
• 3.2.5 定时同步算法实现36-38
• 3.3 自适应均衡设计38-50
• 3.3.1 自适应均衡原理38-39
• 3.3.2 CMA算法及仿真分析39-41
• 3.3.3 MMA算法及仿真分析41-48
• 3.3.4 自适应均衡算法实现48-50
• 3.4 本章小结50-51
• 第四章 载波恢复环路模块设计51-73
• 4.1 载波恢复原理51-52
• 4.2 载波恢复算法概述52-55
• 4.2.1 经典载波恢复算法52-53
• 4.2.2 环路滤波器53-54
• 4.2.3 性能指标54-55
• 4.3 载波恢复算法分析及选择55-71
• 4.3.1 DD算法55-58
• 4.3.2 RC算法58-63
• 4.3.3 极性判决法63-69
• 4.3.4 载波恢复算法实现69-71
• 4.4 本章小结71-73
• 第五章 解调算法软件实现和测试分析73-86
• 5.1 DSP开发环境CCS及测试平台简介73-74
• 5.2 MQAM信号解调算法软件实现74-84
• 5.2.1 软件平台设计74-76
• 5.2.2 解调算法DSP测试分析76-84
• 5.3 系统性能分析84-85
• 5.4 本章小结85-86
• 第六章 总结与展望86-87
• 致谢87-88
• 参考文献88-91

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本文编号：808418