数字相干算法
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相干接收机中数字信号处理算法
DSP主要用于定时同步和载波频率及相位补偿
一、载波频差估计算法
基于DFT的PSK信号载波频差估计算法
基于差分空时调制的OFDM系统中的载波频率偏差估计算法
二、载波相位恢复算法
加权的前馈相位恢复算法
基于QPSK分类和最大似然检测的前馈相位恢复算法
《基于DSP Builder全数字接收机定时载波同步算法的实现》
将基于内插的Gardner定时同步算法与基于数字Costas环的载波相位补偿算法相结合,提出了一种全数字解调器的定点实现方案,并通过仿真分析验证了其有效性。
在FPGA上的测试结果表明,本文算法不仅资源占用率较低,而且性能良好,信噪比恶化小于1.5dB,时钟捕捉带大于±1%,载波频差捕捉带大于±4%。
一、基于Gardner反馈环路的定时同步算法
理论基础:使用插值的方法从采样点序列中恢复出最佳采样点的数值
基于插值的定时同步反馈环路
接收机对符号周期为T的接收信号以T S为周期进行采样,由于T S来源于独立的本振时钟,所以T/TS 一般是无理数。
采样信号经过匹配滤波得到x(mTS),再送入内插滤波器,恢复出的内插值表示为y(kTi)),Ti=T/K,K在此取2。
可见,内插滤波器实际上完成了时变插值和抽取的功能。
之后的内插控制电路包括定时误差检测单元(TED,Timing Error Detector)、环路滤波器和数控振荡器(NCO,Numerical Controlled Oscillator) 3 个部分。
二、基于数字Costas环的载波相位补偿算法
载波相位补偿环路
载波相位补偿环路包括相位旋转,相位误差检测(PED,Phase Error Detector),环路滤波器和数控振荡器4个部分。
如图3 所示,接收信号完成内插定时同步后,再经过2倍抽取,每个符号只保留一个最佳判决点送入后续的载波相位补偿环路。
将基于内插的Gardner定时同步算法与基于数字Costas环的载波相位补偿算法相结合,提出了一种全数字解调器的定点实现方案,并通过仿真分析验证了其有效性。
在FPGA上的测试结果表明,本文算法不仅资源占用率较低,而且性能良好,信噪比恶化小于1.5dB,时钟捕捉带大于±1%,载波频差捕捉带大于±4%。
《100Gb/sPM-QPSK相干光接收机电域均衡算法的研究》
1、CMA算法(盲信道均衡恒模算法,均衡器能够不借助训练序列,仅利用接受信号序列本身对信号进行均衡。
)及其改进算法Sign_CMA、MCMA、双模式MCMA
Godard 于1980 年最先提出了一类用于二维数字通信系统的恒模CMA 盲均衡算法。
该算法是通过最小化如下形式的非凸代价函数来调整均衡器抽头系数的:
R是一个正实常数,且
其中p是一个正整数,
p
Godard算法将盲均衡器的输出y(n)与一个常模量的偏差作为惩罚因子;在均衡时,要选R,使得达到完全均衡即xˆ(n) = x(n)时,代价函数J (n)的梯度为零。
择常数
p
均衡器的抽头系数权值矢量是根据随机梯度算法来进行调节的:
其中μ是步长,r(n)是均衡器的输入信号矢量。
ε(n)是误差信号,定义如下:
对于二维数字通信系统来说,这里的均衡器输入信号r(n)、均衡器抽头系数w(n)以及均衡器输出y(n)都是复数形式的。
我们用实部表示其同相分量,用虚部表示其正交分量。
前面说过,CMA 算法是在Bussgang 类盲均衡算法基础上形成的,根据第三章中的相关内容,可以得出:
即CMA算法中对应的无记忆非线性函数g(⋅)。
由(3-4)式定义的代价函数J (n)和(4-8)式可以看出,Godard算法对均衡器的调节不需要载波相位的恢复。
这样带来的不利影响是算法的收敛速度较慢;但同时也有一定的优点,即算法将码间干扰的均衡和载波相位恢复这两个问题耦合了。
《An Improved CMA-Based Hybrid Algorithm for Blind Channel Equalization》
(1)基于代价函数分离的CMA改进算法
(2)基于初始化条件重置的CMA改进算法
2、LMS算法:全称Least mean square算法。
中文是最小均方算法。