无线通信中副载波调制下的载波恢复

发布时间：2017-03-30 12:01

  本文关键词：无线通信中副载波调制下的载波恢复，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：当今通信方式类型各种各样,在不同条件下需要不同的通信方式.随着社会需求的不断提高,各种需求对每一种通信方式的要求也随之提高。当发射端发射频率较高或者功率较高的光信号,接收端由于条件的限制无法接收到准确的信号,此时就要通过副载波调制的方式接收信号,这种方式的优点是可以将一些不能接收到的高频率信号可以接收到,扩大了通信方式的范围,满足社会通信的需求。信号在空间传递的过程中,由于接收端硬件或者传输介质媒体等一系列主客关因素,会导致信号在接收的时候发生频率偏移和相位偏移,会导致接收到的信号与原信号不一致,影响正常的工作和生活。为了改正频率偏移和相位偏移,信号可以准确的接收,载波同步也就是载波恢复这一步骤成了接收端必要的一个部分。本文主要研究了副载波调制下的载波恢复以及相对应的载波恢复法的算法研究和仿真实现。文章中的载波恢复法对应的都是数字信号来模拟实现,在确保计算功能的基础上对其进行了改进。本文的相关工作如下所列:第一:介绍副载波以及副载波调制的背景。对本文所用的副载波光电转换的实物以及转换原理进行介绍。对DPSK信号以及16PSK信号调制的过程进行介绍说明,并用MTALAB软件进行仿真和对比。第二:介绍载波恢复法的发展历史以及研究背景。阐述前人已有的的载波恢复法,介绍展示在不同信噪比或频率过大等情况下的恢复效果,以及效果的优缺点并进行对比说明。将载波的相位以及频率的恢复法分开来讲,对相位偏移进行最大似然法与直方图法恢复的模拟分析并进行比较说明,对频率偏移使用非判决辅助,数据辅助以及MM算法进行恢复模拟分析并进行比较说明。第三:利用文中介绍的硬件设备,连接起一套16PSK副载波发送接收装置,对设备的硬件进行相关介绍说明,为之后的16PSK副载波恢复做好硬件准备。第四:在第三步的基础之上,当获得含有噪音的16PSK副载波信号之后,利用本文提出的快速傅里叶变换与卡尔曼滤波器相联合的载波恢复法将所接收到的副载波进行载波恢复,证明该方法在大频率和高信噪的条件下有着稳定的性能,并进行仿真与其它方法进行比较。
【关键词】：副载波调制 副载波 载波恢复 快速傅里叶 卡尔曼滤波器
【学位授予单位】：西安工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 研究的背景和意义9
• 1.2 副载波调制背景介绍9-10
• 1.3 载波恢复技术的背景10-11
• 1.4 本文的主要内容11-13
• 2 副载波调制概述及其基本理论13-29
• 2.1 副载波调制13-15
• 2.1.1 光电转换原理14-15
• 2.2 调制的分类以及基本理论15-18
• 2.2.1 DPSK原理15-16
• 2.2.2 DPSK解调原理16-18
• 2.3 副载波 16PSK调制原理18-27
• 2.3.1 MPSK时域信号表示18-20
• 2.3.2 16PSK信号调制20-22
• 2.3.3 16PSK信号解调22-23
• 2.3.4 16PSK信号调制解调系统仿真23-27
• 2.4 本章小结27-29
• 3 载波恢复理论以及算法概述29-55
• 3.1 关于载波恢复的思路29-30
• 3.1.1 载波恢复的基本原理29-30
• 3.2 载波恢复的方法30-32
• 3.3 载波相位估计算法研究32-34
• 3.3.1 最大似然估计公式推导32-34
• 3.4 直方图算法推导34-41
• 3.4.1 直方图算法简略步骤36
• 3.4.2 直方图算法仿真结果36-39
• 3.4.3 直方图算法性能分析39-41
• 3.5 载波频率估计算法研究41-47
• 3.5.1 非判决辅助载波频偏估计算法推导42-43
• 3.5.2 数据辅助频偏估计算法(DA)43-45
• 3.5.3 M&M算法推导45-47
• 3.6 数据辅助载波频偏估计算法仿真结果47-51
• 3.7 数据辅助载波频偏估计算法性能分析51-53
• 3.8 本章小结53-55
• 4 副载波调制载波恢复的设计以及实现55-67
• 4.1 发射端的硬件及结构55-63
• 4.1.1 光源56-57
• 4.1.2 光源调制电路57-63
• 4.2 系统接收端63-65
• 4.3 本章小结65-67
• 5 16PSK信号的载波恢复67-75
• 5.1 载波恢复算法模型67
• 5.2 信号模型的建立67-69
• 5.3 载波恢复的模拟实现69-71
• 5.4 模拟结果71-74
• 5.5 本章小结74-75
• 结论75-77
• 参考文献77-83
• 攻读学位期间发表的学术论文83-85
• 致谢85

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