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1、 题题（中、英文）（中、英文）目目 散射信道下低速传输的校频技术研究散射信道下低速传输的校频技术研究 Research on Frequency Calibration Technology of Low Speed Transmission in Scatter Channel 作者姓名作者姓名 周现国周现国 易克初易克初 教授 教授 电子与通信工程 电子与通信工程 提交论文日期提交论文日期 二 O 一二年六月 二 O 一二年六月 徐松毅徐松毅 研究员研究员 学校指导教师姓名职称 工程领域 学校指导教师姓名职称 工程领域 企业指导教师姓名职称企业指导教师姓名职称 代号 分类号 学号 密级 代
2、号 分类号 学号 密级 10701 10701 TN913 TN913 公开 公开 06759601230675960123 UDC编 号UDC编 号 西安电子科技大学西安电子科技大学 学位论文独创性声明学位论文独创性声明 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，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含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材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中做了明确的说明并表示了谢意。 申请
3、学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切法律责任。 本人签名： 日期 西安电子科技大学西安电子科技大学 关于论文使用授权的说明关于论文使用授权的说明 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， 即： 研究生在校攻读学位 期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅 和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保 存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科 技大学。 （保密的论文在解密后遵守此规定） 本学位论文属于保密，在 年解密后适用本授权书。 本人签名： 日
4、期 导师签名： 日期 摘 要 本文首先详细介绍了对流层散射通信的技术原理和信道传播特性，包括散射 损耗特性、衰落(慢衰落、快衰落)特性和带宽特性，在此基础上建立了对流层散 射信道的仿真模型。 载波恢复技术通常是采用锁相环和其它辅助手段，但锁相环的频率捕获范围 受信噪比的制约，低信噪比下捕获范围小且容易失锁。对于衰落的对流层散射信 道，锁相环机制往往难以奏效。 本文针对此问题，提出了基于 CORDIC 算法的最大似然载波频差估计和矫正方 法，并借助 Matlab 工具对该算法的抗噪声性能进行了充分仿真，然后采用 Altera 公司的 EP1C20F324I7 硬件实现了该频差估计和矫正算法，给出
5、了测试结果。 本文首次实现了散射通信系统中的动态校频，其主要内容包括：用波形存储 法实现了线性调频信号的数字调制、基于 CORDIC 算法的最大似然频差估计、数字 锁频环的原理及其实现、数字梳状滤波器、匹配滤波器和位同步提取电路等部分。 最后，本论文对校频的性能分别进行了测试，并得到了比较理想的实验结果。 关键词： 低速率散射通信 线性调频调制 最大似然估计 CORDIC 算法 频率 校准 Abstract Firstly, this thesis introduces the principle and transmission characteristics of troposcatter
6、 communication channels, including radiate loss, multi-path fading (fast fading and slow fading), and available bandwidth; and then builds up a troposcatter channel simulation model basing on theoretical analysis. Usually, phased lock loop(i.e. PLL) and other auxiliary methods are adopted in carrier
7、 recovery technology, but its frequency tracking range is seriously restricted, which means it could be easily out of lock. Therefore, PLL is usually not effective for low bit rate troposphere scatter communication. In order to solve the above problem, a maximum likelihood estimation about carrier f
8、requency error based on CORDIC algorithm and rectifying algorithm are presented, whose anti-noise performance is simulated completely with Matlab. The frequency error estimation and rectifying algorithm is implemented in Altera EP1C20F324I7, and the test results are presented. It is the first time t
9、o achieve dynamic frequency calibration by using such a technique in a scatter communication system; its realization involves such aspects as follows: implementation of linear frequency based digital modulation by means of waveform storage method, maximum likelihood carrier frequency error estimatio
10、n based on CORDIC algorithm, the principle and implementation of digital frequency-locked loop, digital comb filter, matching filter and bit synchronization extraction circuit. At last, the performance of the frequency calibration system is testted and the result appears to be satisfactory. Keywords
11、：troposcatter communication of low symbol-rate the modem for chirp signal maximum-likelihood estimation CORDIC algorithm frequency calibration 目 录 第一章 绪论.1 1.1 散射信道下低速传输时校频的重要意义.1 1.2 低速传输时校频的研究背景.1 1.3 国内外同类课题研究现状.2 1.4 本文的主要工作.3 1.5 论文的主要内容.3 第二章 散射通信信道特性分析.5 2.1 对流层散射通信的传播特性.5 2.2 分集接收技术.8 第三章 基于 CORDIC 算法的最大似然频差估计.13 3.1 最大似然估计.13 3.2 基于相位累积的最大似然估计.18 3.3 CORDIC 算法.21 第四章 校频技术在低速散射调制解调器中的实现.25 4.1 引言.25 4.2 调制器.
