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1、矿；R E S E A R C HO NT H EM E T H o Do FA D A P T I V L YD E M O D U L A T I N GT H E M O D U L A T E DS I G N A LAD i s s e r t a t i o nS u b m i t t e dt o S o u m e a s tU n i V e r s 蚵F o rt h eA c a d e m i cD e g r e eo fD o c t o ro fE n g i n e e r i n gB YL IY j a l l x i nS u p e r V i s e
2、 db yP r o f e s s o rH UA i - q u nS c h o o lo fI n f o m a t i o nS c i e n c ea n dE n g i n e e r i n gS o u t h e a s tU n i V e r s 时O c t o b e r2 0 0 9yrlrr11JJ1删烛辫 东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位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的地方外，论文中不包含其它人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的
3、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作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：壁垒叠日期：堡2 ：! 三：二东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学研究生院办理。形卜舷万p 研究生签名： 至兰望导师签名：日期：摘要摘要近年来数字通信技术得到了长足的发展。调制与解调技术是数字通信技术的最
4、基本也是最为关键的技术。常见的调制技术有频移键控( F S K ) 、相移键控( P S K ) 、正交幅度调制( Q A M ) 、正交频分复用调制( O F D M ) 等。随着应用的不同，这些基本的调制技术还衍生出许多变形的调制技术，如高斯最小频移键控( G M S K ) 、多输入多输出正交频分复用调制( M O O F D M ) 等。这些调制技术已经广泛应用在第二代( 2 G ) 、第三代( 3 G ) 乃至第四代( 4 G ) 移动通信系统、无线局域网( W L 帅、非对称数字用户线( A D S L ) 、有线电视网络( C A = ) 等多种实际通信系统中，作为其物理层的传输
5、技术。微电子技术的进步促进了全数字通信机的发展。调制器将待发送比特数据流调制成适合信道传输的波形和频谱，而解调器则是将从信道接收到信号解调为比特数据流。因此调制与解调器的数字化实现尤为重要。其中解调器涉及的功能单元较多，一般包括下变频、低通滤波、载波误差提取、环路滤波、压控振荡器等，其数字化实现时需要耗费大量的数字逻辑资源。本文试图运用自适应信号处理技术来解决调制信号的解调问题，以最典型的调制方式为例，来讨论自适应解调问题，并给出自适应解调方法( A D E M ) 与传统方法的性能比较。自适应信号处理技术是一种迭代的信号处理技术，它通过检测系统输出与期望信号之间的误差，动态地以迭代方式调整系
6、统参数，使该误差为最小。以自适应迭代方式调整系统参数的算法即为自适应算法。从数字实现的角度看，迭代法更有利于数字化实现，因为它通常只与上一时刻的结果有关，迭代运算消耗的计算资源少。另外，自适应过程也是系统收敛、锁定的过程，这种行为类似于解调器载波恢复回路中的锁相过程。这正是本文为什么需要研究自适应解调方法的原因。文中的仿真分析结果对此进行了验证。本文对几种典型调制信号的自适应解调方法进行了探讨，研究的重点不在于采用何种自适应算法或自适应算法本身的性能如何，而是针对某个自适应算法研究如何构造自适应解调的结构。本文主要结合最小均方误差( L M S ) 白适应算法，研究几种主要的调制信号的自适应解
7、调器结构及其性能，取得的研究成果如下：( 1 ) 分析了传统的全数字通信接收机的结构，研究了前人的自适应解调方法的优缺点，提出了二进制相移键控( B P S K ) 信号和多进制脉冲幅度调制( M W 州) 信号的自适应解调方法。该方法采用L M S 自适应算法提取调制的相东南大学博士学位论文位信息或幅度信息，与传统方法相比其性能接近相干解调性能，实现复杂度下降，便于D S P 实现。给出了计算机仿真结果。( 2 ) 提出了Q 蝴和O F D M 信号的自适应解调方法并推导了一种实用算法。该方法采用L M S 自适应算法从滤波器的权值直接提取单载波或多载波调制的幅度与相位信息，并在解调结果中增
8、加了一项修正系数，无需等到滤波器完成收敛，只需有一定的迭代次数即可。理论分析与仿真结果表明，该方法与传统方法相比其性能接近相干解调性能，实现复杂度下降，便于D S P 实现。( 3 ) 提出了基于自适应陷波器的自适应时间同步方法，并对其性能进行了A b s t r a c tA b s t r a c tT I I ed i g i t a lc o m I 仙n i c a t i o nt e c h n o l o 鲥h 舔m a d e 可e a ts t r i d e sf 0 n 盯di I lr e c e my e 打s 1 1 1 em o d u l a t i o n
9、觚dd e m o d u l a t i o na r et l l em o s te l e m e n t a r y 锄dc r u c i a lt e c h I l o l o g y T h ec o m m o nm o d u l a t i o nt e c l l I l o l o 西e s 眦f r e q u e n c y - s h i Rk e y i n g ( F S K ) 、p h 丛e - s h i f tk e y i n g ( P S K ) 、q l l a d 栅他啪p l i t u d em o d u I a t i o n (
10、 Q A M ) 、o n l l o g a l 舶q u e n c yd i V i s i o nm u l t i p l e ) 【i n g ( O F D M ) 觚d F 0 rd i 行e r e m 印p l i c a t i o 璐，a1 0 t0 fm o d i f i e dm o d u l a t i o n 妣l l I l o l o 西e sa d e r i V e d ，s u c h 撼G a 懈s i 锄m i l l j 删l m s h i f tk e y i n g ( G M S K ) ，m u l t i p l e - i 1
11、1 p u tm u l t i p l e - o u t p u tO F D M ( M I M OO F D M ) 觚ds of o m l 1 1 1 e s em o d u l a l i t e c l l I l o l o 西e sa 豫w i d e l y 璐e df o rp h y s i c a ln 锄s f c r S t e c t u l o l o g i e sb yp m c t i c 矾c o m m u I l i c a t i o ns y S t c ms u c h 笛2 G3 Ga r l d4 Gm o b i l ec o m
12、m l m i c a t i o ns y s t 啪，W L A N ， A D S L ，a n d C 州T h ep r o g 弦s so fm i c l l o c l e c t r o l l i c st e c l l I m l o g yp r o m o t c sa l l d i 酉t a lc o m m u n i c a t i o nd e v i c e s p r o g r e s s T h em o d u l 咖rm o d u l a t c sm eb i tS t 聆锄t ow a V e f o 硼a n ds p e c t 兀l
13、 ms u i t i n gt ot I l ec h 锄e 1 T h ed e m o d u l a t o rd e m o d u l a t e st h e 托c e i v e ds i g 删舳mc h a m e lt 0b i ts 仃e 锄1 1 1 e r e f b n l l ，i ti si l n p o r t a mt l l a tn l em o d u l a t o ra n dd e m o d u l a t o ra r ei m p l e m e n t e di nd i g i t a ls 饥l c t u 托T h e 聆a 舱
14、m a n y如n c t i 彻a lc e l l si nd e m o d u l a t o r s 1 1 l ec e l l si I l c l u d ed o w m - 舶q u e n c y - c o n v e r S i o nc e l l ，l o wf i l t e r ，c 州e r e r r o r e ) 由tc e l l ，1 0 0 pf i l t e r V o l t a g e - c o m r o lo s c i l l a t o ra n ds oo n S ot l l ed i g i t a l 印p l i c
15、锄c eo f 恤d c m o d u l a t o r 鹏e d saI o to fd i 西t a ll o g i c 他s o u r c e s T l l ep r o b l 唧o fd i g i t a ld e m o d u l a t i 傩i st r i e dt 0b es o l v e db yl l S i n ga d a p t i v es i 驴a lp r I D c e s s i n gt e c l l I l o l o g y T 1 1 ec l s i cm o d u l a t c ds i 印a li se m p l o
16、 y e df o rs t u d y i n gt l l ea d 印t i v ed e m o d u l a t i ( A D E M ) T h ep e 响m 觚c eo f 恤a d a p t i v ed e m o d u l a t i o ni sc o m p 眦dw i t l lt l l a to f 仃a d i t i o n a ld e m o d u l a t i o n T h ea d a p t i v es i 印a lp m c e s s i n g 似h o l o g yi s0 n el 【i 1 1 do fi t e r a t i v cs i 鲷a lp r o c e s s i n gt e c h n o l o g y nd y n 锄i c a l l y 弧dr 印e a t e d l ya 脚u S t sn l es y s t e mp a r 锄e t e r st 0m i
