【正文】 b)加窗濾波平滑后圖227 接收信號(hào)平滑之后的頻譜從圖中可以看出，經(jīng)過逐點(diǎn)平滑和加窗濾波平滑后，信號(hào)頻譜中的抖動(dòng)明顯變小，因此，改進(jìn)后的DFT算法的估計(jì)錯(cuò)誤的概率明顯降低。 DFT頻率粗估計(jì)算法改進(jìn)性能仿真（1） 不同滾降系數(shù)下，DFT算法頻偏估計(jì)范圍仿真條件：1024QAM調(diào)制信號(hào)；用于頻偏估計(jì)的符號(hào)長(zhǎng)度L=1000；濾波器滾降系數(shù)=；過采樣率N=4；=30dB；蒙特卡羅循環(huán)10次；DFT算法中DFT點(diǎn)數(shù)為1024，平滑64次。圖228不同算法的頻偏估計(jì)范圍對(duì)比從圖中可以看出，不同滾降系數(shù)下，對(duì)應(yīng)基帶信號(hào)帶寬不同，因此，DFT頻譜估計(jì)范圍略有差別，和理論保持一致，隨著滾降系數(shù)的增加，帶寬減少，頻譜估計(jì)范圍變大。在滾降系數(shù)=，估計(jì)范圍可達(dá)左右；在滾降系數(shù)=，估計(jì)范圍可達(dá)左右，；（2） DFT估計(jì)精度隨DFT點(diǎn)數(shù)的變化；上述仿真條件保持不變，當(dāng)給定頻偏等于符號(hào)速率時(shí)，DFT算法中DFT點(diǎn)數(shù)為10240932768時(shí)，平滑64次。頻偏估計(jì)方差隨著信噪比變化情況為：圖229不同DFT點(diǎn)數(shù)下算法估計(jì)方差對(duì)比結(jié)論：根據(jù)仿真結(jié)果可得，256QAM調(diào)制下，基于DFT算法估計(jì)方差隨著的增加而減小，在15dB左右時(shí)，殘余抖動(dòng)維持在一個(gè)穩(wěn)定值，方差為104左右，同步效果較差，不適合高速下的載波頻率同步，此時(shí)，在一定范圍內(nèi)增加DFT點(diǎn)數(shù)，性能略有改善，繼續(xù)提高，除了增加復(fù)雜度，精度幾乎不變。 維特比頻率估計(jì)算法 維特比頻率估計(jì)算法原理維特比頻偏估計(jì)算法，它的基本思想是利用星座圖最外圍角落上的4個(gè)星座點(diǎn)提取頻偏信息，通過取4次方去除接收信號(hào)中的調(diào)制信息，然后共軛差分延時(shí)去除恒定相位誤差的影響，從而估計(jì)出頻偏。其具體計(jì)算公式為： (28)根據(jù)維特比載波同步算法推導(dǎo)得到的結(jié)果，可以得出其捕獲范圍。由于反三角函數(shù)相位角的計(jì)算結(jié)果范圍始終在內(nèi)，故可得維特比算法頻偏的最大捕獲范圍為 (29)其相位捕獲范圍為 (30)載波同步性能和幅度非線性的大小相關(guān)。 維特比頻率估計(jì)算法仿真（1） 不同滾降系數(shù)下，維特比算法估計(jì)范圍仿真條件：1024QAM調(diào)制信號(hào)；用于頻偏估計(jì)的符號(hào)長(zhǎng)度L=1000；濾波器滾降系數(shù)=；非線性處理系數(shù)為L(zhǎng)=16；過采樣率N=4；=30dB；蒙特卡羅循環(huán)100次； 圖230 不同滾降系數(shù)下，維特比算法估計(jì)范圍對(duì)比從圖中可以看出，在滾降系數(shù)下，信號(hào)間的自噪聲會(huì)影響維特比算法的估計(jì)精度，隨著滾降系數(shù)的增加，頻譜估計(jì)范圍變大。在滾降系數(shù)=，估計(jì)范圍僅為左右；在滾降系數(shù)=，估計(jì)范圍可達(dá)左右；（1） 估計(jì)精度隨非線性處理系數(shù)L和滾降系數(shù)的變化仿真條件：256QAM調(diào)制信號(hào)；用于頻偏估計(jì)的符號(hào)長(zhǎng)度L=1000；濾波器滾降系數(shù)=；非線性處理系數(shù)為L(zhǎng)=16；過采樣率N=4；=30dB；蒙特卡羅循環(huán)100次； 圖231 不同滾降系數(shù)下，維特比頻偏估計(jì)算法估計(jì)方差對(duì)比其余仿真條件保持不變，令濾波器滾降系數(shù)=，非線性處理系數(shù)L=124；256QAM調(diào)制下：圖232 不同非線性系數(shù)下，維特比頻偏估計(jì)算法估計(jì)方差對(duì)比16QAM調(diào)制下：圖233 不同非線性系數(shù)下(16QAM)，維特比頻偏估計(jì)算法估計(jì)方差對(duì)比結(jié)論：根據(jù)仿真結(jié)果可得，256QAM調(diào)制下，不同滾降系數(shù)下，維特比的精度相近，最終方差為104左右，同步效果較差，不適合高速下的載波頻率同步，此時(shí)，由于針對(duì)256QAM調(diào)制，算法本身的自噪聲較大，提高非線性處理因子，除了增加復(fù)雜度，精度幾乎不變，而16QAM通過提高非線性因子，精度提高。 維特比相位估計(jì)算法 維特比相位估計(jì)算法原理當(dāng)對(duì)頻偏進(jìn)行補(bǔ)償后，相偏估計(jì)表達(dá)式為： (31)其相位捕獲范圍為 (32) 維特比相位估計(jì)算法仿真（1） 維特比算法估計(jì)范圍仿真條件：1024QAM調(diào)制信號(hào)；符號(hào)長(zhǎng)度L=1000；濾波器滾降系數(shù)=；非線性處理系數(shù)為L(zhǎng)=16；過采樣率N=4；=30dB；蒙特卡羅循環(huán)100次； 圖234 載波相偏估計(jì)范圍從圖中可以看出，相偏的估計(jì)范圍為45度到45度，和理論值保持一致。；（2） 估計(jì)精度隨非線性處理系數(shù)L的變化仿真條件：1024QAM調(diào)制信號(hào)；用于頻偏估計(jì)的符號(hào)長(zhǎng)度L=1000；濾波器滾降系數(shù)=；非線性處理系數(shù)為L(zhǎng)=124；過采樣率N=4；=30dB；蒙特卡羅循環(huán)100次；圖235 維特比相偏估計(jì)算法估計(jì)方差和MCRB對(duì)比從圖中可以看出，相偏估計(jì)算法較好，當(dāng)非線性階數(shù)較高時(shí)，和MCRB界比較接近。① 通過對(duì)開環(huán)和閉環(huán)定時(shí)同步估計(jì)算法性能進(jìn)行深入研究與分析，兩種算法都能滿足1024QAM在大滾降系數(shù)下的精度要求。② 在小滾降因子下，通過加入預(yù)濾波處理，可以大大的降低MSE，提高精度,并通過改進(jìn)設(shè)計(jì)，減少了系統(tǒng)的復(fù)雜度。③ 定時(shí)誤差校正時(shí)，隨著QAM調(diào)制階數(shù)的升高，線性內(nèi)插器和拋物線內(nèi)插器性能惡化嚴(yán)重，只有立方內(nèi)插濾波器性能較為理想。④ 開環(huán)頻率同步算法精度受限，難以應(yīng)用于高階QAM中，但是估計(jì)范圍較大，可以和閉環(huán)算法進(jìn)行級(jí)聯(lián)，提高精度并擴(kuò)大估計(jì)范圍。3．后期擬完成的研究工作及進(jìn)度安排~：完成閉環(huán)載波同步技術(shù)的研究與仿真分析，主要包括三類：DDPLL判決環(huán)，RCPLL減星座環(huán)，PolarPLL極性環(huán)；~：完成閉環(huán)載波同步技術(shù)研究的改進(jìn)與仿真分析，以及通用體系框架的搭建，并利用實(shí)際物理信號(hào)源產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行性能測(cè)試；~：總結(jié)課題研究結(jié)果，撰寫結(jié)題報(bào)告，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。4．存在的困難與問題基于鎖相環(huán)的算法中涉及一些較難推導(dǎo)的數(shù)學(xué)知識(shí)，需要仔細(xì)推敲；由于課題研究的算法較多，并且軟件仿真時(shí)間較長(zhǎng)，因此在編寫代碼實(shí)現(xiàn)時(shí)要注意算法結(jié)構(gòu)效率，避免浪費(fèi)時(shí)間；最后，系統(tǒng)整體的性能取決于每一部分的性能，一個(gè)環(huán)節(jié)出了問題可能導(dǎo)致通用體系框架不滿足工程要求，所以各部分的性能指標(biāo)都應(yīng)留出一定的余量。5．如期完成全部論文工作的可能性論文已經(jīng)完成了超過一半的工作，雖然剩下的時(shí)間也比較緊張，但我相信只要嚴(yán)格按照計(jì)劃進(jìn)行，可以完成全部論文工作。 29