MPPSK数字接收机位同步算法设计与实现

本文设计了一种用于MPPSK调制通信系统数字接收机的双窗实时位同步算法。该算法是一种反馈结构位

随着社会技术和经济的发展，迫切希望能实现多媒体数据高速传输，因而现代通信系统带宽不断增加，随之而来的是无线频谱资源的紧缺。高效调制技术[1]能在单位时间内传输更多的信息，同时占用更窄的频带，因此研究高效调制技术具有重大的意义。

位同步[2]又称码元同步，是数字通信接收机的重要组成部分。发端的消息是通过一连串码元序列传送的，接收时需要知道每个码元的起始，以便在恰当的时刻进行取样判决。所以接收端必须提供一个位定时脉冲序列，其重复频率与码元速率相同，相位与最佳取样判决时刻一致，提取这种定时脉冲序列的过程称为位同步。

本文首先介绍MPPSK 调制与解调原理，再介绍数字接收机中的位同步系统。在分析传统算法后提出双窗实时位同步算法，介绍其实现结构，定时误差ε 的计算和具体算法的实现流程。最后利用FPGA开发环境System Generator 系统设计工具进行设计和仿真，介绍算法的具体Verilog 实现，并与数字接收机系统联调，验证算法性能。

2. MPPSK 系统 2.1. MPPSK 调制 多元位置相移键控[3] (MPPSK：M-ary Position Phase Shift Keying)是一种数字相位调制方式，并通过对于不同符号信息调制出现在载波的不同时间位置来区分不同的码元。经典MPPSK 调制在0 码元没有跳变，解调端没有幅度冲击，门限选取较为麻烦，文献[4]提出了一种改进的MPPSK 调制方式，其在一个码元周期[0, NT]中调制波形表达式如下： ( )()()()sin 2π0 sin 2π sin 2πcckccccccAf ttkKTstBf tkKTtkKTkKTtNTAf tθ≤≤=+< <≤<， ＋１＋１ (1) 其中cf 为载波频率，A，B 为载波幅度， cT 为码元周期，θ 为调制相位，一个码元周期持续了N 个载波周期，其中跳变部分占了K 个载波周期。通常取AB=， πθ =。

2.2. MPPSK 信号通过冲击滤波器 冲击滤波器[5]是一类特殊的IIR带通滤波器， 由D对共轭零点和G对共轭极点组成， 其系统函数如式(2)：