吉林大学学报(工学版) ›› 2015, Vol. 45 ›› Issue (1): 291-296.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501042

• 论文 • 上一篇    下一篇

连续相位调制信号的载波相位软同步算法

周相超，薛睿，赵旦峰，付芳   

  1. 哈尔滨工程大学 信息与通信工程学院，哈尔滨 150001
  • 收稿日期:2013-05-08 出版日期:2015-02-01 发布日期:2015-02-01
  • 通讯作者: 赵旦峰(1961),男,讲师,博士.研究方向:卫星通信与卫星导航.E-mail:xuerui@hrbeu.edu.cn
  • 作者简介:周相超(1987)，男，博士研究生.研究方向:同步算法，信道编码与调制.E-mail:zhouxiangchao@hrbeu.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(61403093)；中央高校基本科研业务费专项项目(HEUCF130802)；黑龙江省留学归国人员科学基金(LC2013C22)；黑龙江省博士后科研启动金项目(LBH-Q14048).

Soft carrier phase synchronization algorithm for continuous phase modulations signals

ZHOU Xiang-chao,XUE Rui,ZHAO Dan-feng,FU Fang   

  1. College of Information and Communication Engineering, Harbin Engineering University, Harbin 150001,China
  • Received:2013-05-08 Online:2015-02-01 Published:2015-02-01

RICH HTML

0   

PDF (PC)

271

摘要： 针对连续相位调制(CPM)信号载波相位同步困难的问题，提出一种通用的CPM信号的载波相位软同步算法。在CPM调制信号的Rimoldi分解的基础上，基于最大似然准则和EM算法推导了载波相位的软同步算法，该算法将解调器与同步器联合，利用CPM软解调器输出的软信息进行载波相位估计。仿真结果表明，该算法能够得到接近修正克拉美罗限的载波相位估计，并获得近似理想的误码率性能。

关键词: 通信技术, 载波相位同步, 连续相位调制, EM算法, 软解调

Abstract: Considering the difficulty of phase synchronization for Continuous Phase Modulated (CPM) signals, a general Soft Carrier Phase Synchronization (SCPS) algorithm for different signals is proposed. Using Rimoldi decomposition of CPM signals, the SCPS algorithm is derived based on maximum likelihood criterion and the Expectation-Maximization (EM) algorithm. The synchronizer and demodulator are iterated jointly. The soft demodulation information provided by CPM soft demodulator is used to aid the carrier phase estimation. Simulation results indicate that the Root Mean Square Estimation Error (RMSEE) of the SCPS algorithm is very close to that of the Modified Cramer-Rao Bound (MCRB) for general CPM signals, and the bit error rate could achieve approximate ideal performance.

Key words: communication, carrier phase synchronization, continuous phase modulations(CPM), EM algorithm, soft demodulation

中图分类号: 

  • TN919.3
[1] Mengali U,Andrea A. Synchronization Techniques for Digital Receivers[M]. New York:Plenum,1997.
[2] Bianchi P, Loubaton P, Sirven F. Non data-aided estimation of the modulation index of continuous phase modulations[J]. IEEE Trans on Signal Processing, 2004, 52(10):2847-2861.
[3] Herzet C, Noels N,Lottici V,et al. Code-aided turbo synchronization[J]. Proceedings of the IEEE,2007, 95(6):1255-1271.
[4] 张忠培,高中杰,徐俊辉. 高阶调制码辅助同步算法研究[J]. 电子科技大学学报,2011,40(6):825-828.
Zhang Zhong-pei, Gao Zhong-jie,Xu Jun-hui. Code-aided synchronization algorithm for high-order QAM[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2011, 40(6):825-828.
[5] 刘荣科,李满庆,侯毅. 基于提前停止判决的编码软信息辅助载波同步[J]. 航空学报,2012,33(4):715-721.
Liu Rong-ke, Li Man-qing, Hou Yi. Code-aided carrier synchronization via soft decision feedback based on early stopping criterion[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2012, 33(4):715-721.
[6] Valles E L, Wesel R D, Villasenor J D, et al. Pilotless carrier phase-synchronization via LDPC code feedback[C]∥IEEE Military Communications Conference,San Jose, 2010:2068-2073.
[7] 史治平,唐发建,晏辉,等. 极低信噪比下的导频联合编码辅助载波同步算法[J]. 电子与信息学报,2011,33(10): 2506-2510.
Shi Zhi-ping, Tang Fa-jian, Yan Hui, et al. Joint assisted carrier synchronization algorithm by pilot and code at extremely low SNR[J]. Journal of Electronics and Information Technology, 2011, 33(10):2506-2510.
[8] Qing Zhao, Stuber G L. Turbo synchronization for serially concatenated CPM[C]∥IEEE International Conference Communication, 2006: 2976-2980.
[9] Zhao D F, Zhu T L, Zhang Y Q. Code-aided synchronization algorithm based on posterior probability[C]∥The 3rd International Conference on Communication Software and Networks, Xi'an, IEEE, 2011:607-611.
[10] Rimoldi B E. A decomposition approach to CPM[J]. IEEE Transactions on Information Theory, 1988,34(2):260-270.
[11] Noels N, Moeneclaey M, Simoens F, et al. A low-complexity iterative phase noise tracker for bit-interleaved coded CPM signals in AWGN[J]. IEEE Transactions on Signal Processing, 2011, 59(9):4271-4285.
[12] Sklar B.数字通信-基础与应用[M]. 徐平平,宋铁成,叶芝慧,等译,北京:电子工业出版社,2008:429-432.
[13] Meyr H, Moeneclaey M, Fetchel S. Digital Communication Receivers: Synchronization, Channel Estimation and Signal Processing[M]. New York:Wiley,1998.
[14] Dempster A P, Laird N M, Rubin D B. Maximum likelihood from incomplete data via the EM algorithm[J]. Roy Stat Soc, 1977, 39 (1): 1-38.
[15] Aldo N,Andrea D,Mengali U,et al. The modified Cramer-Rao bound and its application to synchronization problems[J]. IEEE Transactions on Communications, 1994,42 (2):1391-1399.
[1] 周彦果,张海林,陈瑞瑞,周韬. 协作网络中采用双层博弈的资源分配方案[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1879-1886.
[2] 孙晓颖, 扈泽正, 杨锦鹏. 基于分层贝叶斯网络的车辆发动机系统电磁脉冲敏感度评估[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1254-1264.
[3] 董颖, 崔梦瑶, 吴昊, 王雨后. 基于能量预测的分簇可充电无线传感器网络充电调度[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1265-1273.
[4] 牟宗磊, 宋萍, 翟亚宇, 陈晓笑. 分布式测试系统同步触发脉冲传输时延的高精度测量方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1274-1281.
[5] 丁宁, 常玉春, 赵健博, 王超, 杨小天. 基于USB 3.0的高速CMOS图像传感器数据采集系统[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1298-1304.
[6] 陈瑞瑞, 张海林. 三维毫米波通信系统的性能分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 605-609.
[7] 张超逸, 李金海, 阎跃鹏. 双门限唐检测改进算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 610-617.
[8] 关济实, 石要武, 邱建文, 单泽彪, 史红伟. α稳定分布特征指数估计算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 618-624.
[9] 李炜, 李亚洁. 基于离散事件触发通信机制的非均匀传输网络化控制系统故障调节与通信满意协同设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 245-258.
[10] 孙晓颖, 王震, 杨锦鹏, 扈泽正, 陈建. 基于贝叶斯网络的电子节气门电磁敏感度评估[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 281-289.
[11] 武伟, 王世刚, 赵岩, 韦健, 钟诚. 蜂窝式立体元图像阵列的生成[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 290-294.
[12] 袁建国, 张锡若, 邱飘玉, 王永, 庞宇, 林金朝. OFDM系统中利用循环前缀的非迭代相位噪声抑制算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 295-300.
[13] 王金鹏, 曹帆, 贺晓阳, 邹念育. 基于多址干扰和蜂窝间互扰分布的多载波系统联合接收方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 301-305.
[14] 石文孝, 孙浩然, 王少博. 无线Mesh网络信道分配与路由度量联合优化算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1918-1925.
[15] 姜来为, 沙学军, 吴宣利, 张乃通. LTE-A异构网络中新的用户选择接入和资源分配联合方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1926-1932.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!
版权所有 © 《吉林大学学报(工学版)》编辑部
地址：长春市人民大街5988号　电话：+86-431-85095297　传真：+86-431-85094074　E-mail: xbgxb@jlu.edu.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发