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基于MATLAB的全数字BPSK接收机载波同步技术的研究

作 者: 吕秀礼
导 师: 汪国强
学 校: 黑龙江大学
专 业: 电子与通信工程
关键词: 载波同步 锁相环法 环路滤波
分类号: TN919.3
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要


随着无线通信技术发展,人们根据通信场合与通信要求的不同,制订了非常多的通信模式,用来满足了人们各种各样的需要。为了实现在不同场合都可以以最佳与最经济的方式进行通信,支持多种通信模式的接收机将是未来发展的必然趋势。软件无线电的出现给我们带来了新的理论模式,通过在软件平台上运行不同的软件模块,来适应多种信号调制波形和传输协议,最大限度的满足互联互通的需求。同步是通信系统中不可缺少的部分,直接影响接收信号的实现和质量。在多模式通信系统中尤其重要,同步是通信系统进行信息传输的前提,不同系统对同步要求不同,实现和解决方案也不同,这势必给基于软件无线电的多模式通信平台的同步数据处理能力提出了更高的要求。本论文中确定了一种适合于全数字BPSK接收机的提取同步载波的方法:COSTAS锁相环法。进一步分析了COSTAS环路的工作原理,并对其主要的子模块做了详细的介绍和设计,并且用MATLAB对该算法进行了仿真,仿真结果表明这种位同步算法简化了解调过程,降低了计算量,抗干扰性能比传统的位同步方法好。其结论对于实际同步方案的设计,具有重要的指导意义。

全文目录


中文摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-8
第一章 绪论  8-16
  1.1 论文研究的背景和意义  8-10
  1.2 载波同步技术概述  10-12
    1.2.1 载波同步的概念  10
    1.2.2 载波同步的性能指标  10-12
    1.2.3 载波频移产生原因  12
  1.3 数字接收机的特点  12-13
  1.4 国内外发展现状  13-14
  1.5 论文的主要研究内容  14-16
第二章 全数字接收机的基础理论与关键性技术  16-31
  2.1 信号的采样定理  16-20
    2.1.1 Nyquist 采样定理  16-18
    2.1.2 带通采样定理  18-20
  2.2 多速率信号处理  20-24
    2.2.1 整数倍抽取  20-22
    2.2.2 整数倍内插  22-24
  2.3 高效数字滤波器  24-29
    2.3.1 数字滤波器设计的理论基础  24-25
    2.3.2 CIC 滤波器  25-28
    2.3.3 半带滤波器  28-29
  2.4 数字混频正交变换  29-30
  2.5 本章小结  30-31
第三章 载波同步算法分析  31-38
  3.1 BPSK 信号调制解调原理  31-32
    3.1.1 BPSK 信号调制原理  31
    3.1.2 BPSK 信号解调原理  31-32
  3.2 几种常见的载波同步方法  32-36
    3.2.1 导频载波同步法  32-33
    3.2.2 平方变换法  33-34
    3.2.3 科斯塔斯环法  34
    3.2.4 逆调制环法  34-35
    3.2.5 判决反馈环法  35-36
  3.3 性能分析  36-37
  3.4 本章小结  37-38
第四章 COSTAS 锁相环的设计  38-50
  4.1 Costas 锁相环的工作原理  38-40
  4.2 数字控制振荡器  40-44
    4.2.1 NCO 的工作原理  40-42
    4.2.2 NCO 的特点  42-43
    4.2.3 NCO 的性能优化  43-44
  4.3 鉴相器  44-45
  4.4 环路滤波器  45-49
    4.4.1 模拟环路滤波器分析  45-46
    4.4.2 数字环路滤波器分析  46-47
    4.4.3 环路滤波器参数的确定  47-49
  4.5 本章小结  49-50
第五章 载波同步环路的仿真与实现  50-64
  5.1 MATLAB 软件介绍  50-52
    5.1.1 MATLAB 软件简介  50-51
    5.1.2 MATLAB 软件的功能  51-52
  5.2 BPSK 调制解调原理的MATLAB 仿真  52-55
    5.2.1 BPSK 调制部分  52-53
    5.2.2 载波同步时的BPSK 解调部分  53-54
    5.2.3 载波不同步时的BPSK 解调部分  54-55
  5.3 COSTAS 环实现载波同步的matlab 仿真  55-63
    5.3.1 NCO 部分  56-58
    5.3.2 积分和累加部分  58-60
    5.3.3 鉴相器部分  60-61
    5.3.4 环路滤波器部分  61-63
  5.4 本章小结  63-64
结论  64-66
参考文献  66-70
致谢  70

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 数据通信 > 数据传输技术
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