MPPSK接收机位同步实现

鉴于多元位置相移键控(MPPSK)是一种基于位置的调制方式，在硬件解调器中相位同步尤为重要。本文提出一种MPPSK信号解调器的位同步方式，将利用MPPSK调制自身的信号特性实现同步，核心在于找到每个符号周期的起始位置，将MPPSK的调制位置定位到正确的判决区间中，并利用解调信号的反馈对接收信号进行实时相位微调，尤其在非整数倍采样时，能消除因采样点个数取整而引入的相位偏差。

数字相位调制方式通过对不同符号的信息调制出现在载波的不同时间位置来区分不同的码元[1]，而多元位置相移键控(MPPSK: M-ary Position Phase Shift Keying)作为一种特殊的数字相位调制方式[2]， 利用了多进制信息符号对正弦载波的不同相位跳变位置进行相移键控，在解调过程中需要精确识别接收码元序列每个符号的起始位置，以该位置为基准获取各个符号跳变位置的相位偏差，从而准确地检测出待解调信号。

位同步是指从接收信号中提取码元定时的过程[3]，目的是使每个码元得到最佳的解调和判决。位同步是数字通信接收机正确取样判决的基础，无论是基带传输还是频带传输都需要。位同步提取的同步信息是频率为码元速率的定时脉冲，相位则由判决时的信号波形决定，可能在码元中间，也可能在码元终止时刻或其它时刻。因为接收机时钟与发射端时钟不可能完全吻合，将导致时钟周期上的微小误差，在大量的数据传输过程中，这种微小误差的积累就会大大降低传输性能。因此，在数据通信中，首先要解决的是收发双方时钟频率的一致性问题。而有时因为接收机系统的一些特殊需要，收发工作时钟会不一致(如本文实验中涉及到的调制解调系统)，但即使在这种情况下，依旧要保持每一位数据的同步。可见， 位同步的目的是使接收端接收的每一位信息都与发送端保持同步。

在传统的数字调相信号的解调系统中， 需要先进行载波同步， 才能获取到各个跳变的相对位置信息。

而MPPSK 调制信号自身含有强载波，能通过与载波的相对位置迅速确定码元周期的起始位置，比其它位同步方式更为简单有效。

2. MPPSK 信号解调系统 MPPSK 是一种不对称数字调相方式， 通过对不同符号的信息调制出现在载波的不同时刻来区分不同的码元，利用多元信息符号对正弦载波的不同相位跳变位置进行相移键控。当取相位调制角θπ=时，其调制波形表达式如下[2] [4]： ( )()()()()sin, 0, 0sin, 01 , sin, 1 , 11sin, , cccckccgccgccttNTkttkKTsttkKTtkrKTkMtkrKTtNTωωωω≤<=≤≤−= −−< <−≤≤−−≤< (1) 其中， cw 为调制载波的角频率， = 2ccTπ ω 为载波周期，01gr≤≤为符号保护间隔控制因子，gr 由和整数M、N、K 构成了改变MPPSK 信号带宽、传输效率和解调性能的“调制参数”。

对于周期出现的保护间隔gr ，会在信号功率谱内引入额外的线谱，严重影响MPPSK 调制的性能， 故本文令 = 0gr，取消相邻符号之间的保护间隔，则其具体波形表达式如下： ( )()()sin, 0 , 0sin, 01 , sin, 1 , 11sin, , cccckccccccttNTkttkKTsttkKTtkKTkMtkKTtNTωωωω≤<=≤≤−= −−< <≤≤−≤< (2)