单多载波通信系统中同步算法研究及fpga实现

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1、赚拓觀少善圓硕±学位论文！＼參歷单ＦＰＧＡ／多载波通信系统中同步算法研究及３实现Ｉ指导教Ｉ、＿Ｉ巧姓名职称宫丰奎教授申请学位类别工学硕古ＫＩ西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢レ；也不包含中所罗列的内容ッ外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研巧成果一为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的

2、材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一学位论文若有不实之处切法律责任。，本人承担么＾日期／：７＾本人签名：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明目：本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，Ｐ研巧生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究

3、成果撰写的文章。，署名单位为西安电子科技大学。书保密的学位论文在年解密后适用本授权＿＿：本人签：；亦■导师签名則名娠＿＿（＆（、：１：１＾１日期＼处日Ｌ期节学校代码10701学号1301120054分类号TN91密级公开西安电子科技大学硕士学位论文单/多载波通信系统中同步算法研究及FPGA实现作者姓名：王振亚一级学科：信息与通信工程二级学科：通信与信息系统学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：宫丰奎教授学院：通信工程学院提交日期：2016年3月ResearchandFPGAImplementat

4、ionofSynchronizationAlgorithmsinSingle-carrierandMulti-carrierCommunicationSystemsAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinCommunicationsandInformationSystemsByWangZhenYaSupervisor:GongFengKuiProfessorMarch2016摘要摘要

5、作为通信系统中的重要组成部分，同步技术保证通信系统的性能，一直是通信系统中的热点研究问题。由于载荷受限，在卫星通信中如何在低复杂度条件下完成基带信号处理是难点之一。单载波调制具有PAPR低、复杂度低的特点，所以卫星通信系统通常采用该技术。第二代地面数字视频广播（DVB-T2）系统采用OFDM调制技术，自2008年发布以来得到广泛认可，具有频谱利用率高、配置参数灵活等优点。本文针对单载波卫星通信系统中的帧同步和采样钟同步，以及DVB-T2系统中的P1符号同步进行研究。论文的主要工作包括：首先，针对单载波卫星通信系统，帧同步的主要

6、作用是判别出信息帧的“开头”或者“结尾”时刻，为接收机提供准确的信息起始位置，而采样钟同步的主要作用是使接收机能够在信号的最佳采样时刻进行采样，保证系统的性能。本文研究并实现了基于主同步序列的帧同步算法和典型的基于Gardner算法的采样钟同步算法，并针对采样同步环路提出了一种基于高阶累积量的采样同步锁定检测算法，产生锁定信号以控制后续模块的工作。和现有的采样同步锁定检测算法相比，新提出的算法主要优势在于：（1）在信噪比高于3dB时，新算法检测正确概率达到100%，较现有算法，检测性能至少提升1dB，信噪比低于3dB时，新算法

7、在-5dB时检测正确概率保持在65%以上，较现有算法，检测正确概率显著提升；（2）由于采用高阶累积量可以消除噪声的影响，判决时可以设置单一的门限，实用性较高，而现有算法需大量仿真确定判决门限。其次，DVB-T2系统中，作为T2帧的帧头，P1符号用来检测T2帧和完成初始同步，获取系统的解调必须的系统参数。论文对现有的P1符号同步算法进行了调研，仿真对比了算法的性能。针对现有算法在SFN信道下性能较差的问题，本文利用P1符号的特殊结构，提出了一种新的基于双相关检测的P1符号同步算法。相比于现有的同步算法，新算法在SFN信道条件下同

8、步概率提升1dB左右，译码概率至少提升0.5dB，并且实现复杂度和双相关检测算法基本相同，系统级仿真有效验证了算法的可靠性和可行性。最后，基于VHDL语言完成了帧同步算法、采样钟同步算法和P1符号同步及译码算法的FPGA实现，使用Modelsim、ISE开发软件完成了功能仿真