改进的载波频率相位联合估计方案及其FPGA实现

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改进的载波频率相位联合估计方案及其FPGA实现

摘 要：针对时分多址(TDMA)突发传输通信系统中的同步问题， 提出了一种改进的载波频率和相位联合估计方案． 该方案利用传统突发传输通信系统数据帧结构中用于位定时估计的训练序列， 同时实现载波频率偏差、 位定时偏差和载波相位估计． 采用该方案， 可缩短或完全去除传统的采用突发模式传输的通信系统训练序列中用于载波频率估
计的部分， 有效地提高时分多址系统的频谱利用率． 在 FPGA 平台上对该方案做了硬件实现， 综合结果表明其最大工作时钟频率可达 70 MHz， 可用于高速宽带数据传输系统．
关键词：载波频率估计；载波相位估计；时分多址接收端与发送端同步是数字通信系统正常工作的前提， 任何参数的同步偏差都可能导致接收机误码率性能的恶化． 需要同步的参数包括载波频率、 载波相位、 位定时以及帧同步等． 在相干接收机中载波频率和载波相位是实现正确解调必须获得的同步信息．在卫星通信等多用户通信系统中， 时 分 多 址(time division multiple access， TDMA)接入是实现高系统容量的一个有效接入方式． 在这一类接入方式中， 每一个用户只在规定的时隙内(也称突发)传送自己的数据， 接收端必须在每个突发开始的一段时间间隔内实现所有参数的快速同步．此时因为同步时间太长， 传统的带有反馈环路的同步方案不能满足系统要求， 因此对于采用 TDMA 的通信系统， 一般在每个突发的开始发送一段已知序列， 用于开环快速参数估计． 这段已知序列称为报头或训练序列． 训练序列不携带用户信息， 其长度越长， 频谱利用率就越低．

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