标题: 数位通讯系统同步技术之研究
Study of synchronization techniques for digital communication systems
作者: 刘锦勋
LIU, JIN-XUN
魏哲和
电子研究所
关键字: 同步技术;通讯系统
公开日期: 1992
摘要: 同步工作为通讯系统中极为重要的一环。依照不同的通讯层次上的同步需求,同步
工作可分为多个等级,如时脉同步 (Clock Synchronization)、载波同步(Carrier
Synchronization)、字元同步 (Word Synchronization) 、字框同步 (Frame
Synchronization)、与网路同步(Net-work Synchronization)等。至今已有许多同
步技术发表在文献上,本论文则针对目前热门的高速率电话线传输系统和无线电传
输系统其最基层的时序回复与载波相位回复等相关同步技术探讨之。
高速率电话线传输由于使用基频传送,故主要的同步问题在于时序的回复。但是,
严重的符际干扰(Intersymbol Interference, ISI) 、残留回音(Residual Echo)
与近端串音(Near-End Crosstalk, NEXT)增加资料还原和时序回复上的困难。为增
加时序回复的可靠度,接收信号需经适应性通道等化。本文中,我们将提出一鲍率
取样的时序回复技术。为降低时脉闪动(Timing Jitter) 幅度,该法乃利用适应性
通道估测技术自估测得到的通道响应中拮取时序资讯而非自接收信号本身。更进步
发挥适应性通道估测器的功能可将通道等化、时序回复与微调自动增益藉一通道估
测器合而为一,因而简化硬体复杂度。为了将通道等化与同步进一步结合来克服传
送端与接收端间的延迟问题,我们采用周期性(非随机性)序列来训练适应性通道
估测器与通道等化器。为加快收敛速度,吾人并发展一类多位阶特别序列供适应性
滤波器训练之用。另外,在时序调整过程中时脉闪动会造成回音消除器产生暂态扰
动因而降低回音消除器的效能并增加设计上的困难。针对此问题,吾人提出一适应
性延迟滤波器置于回音消除器与等化器的介面处,该滤波器可将信号作任意非整数
倍取样周期的延迟或超前。由于在吾人提出之接收器架构中,适应性通道估测器占
着极重要的关键,故文中另辟一章专门探讨快速通道估测器的效能与其稳定性,并
提出一套系统化的分析方法。
对于在无线电传输方面,数位蜂巢式行动电话与个人通讯系统(俗称大哥大),近
来一直是各方研究的热门题材。美国、欧洲与日本均发展个自标准规格的系统。欧
洲采用共同制定发展的GSM 数位汽车电话系统,美国的ADC系统(American Digital
Cellular)与日本的JDC系统(Japanese Digital Cellular) 则采用不同传送率,其
调变方式为π/4-DQPSK与GSM的GMSK (Gaussian-filtered Minimum Shift Keying)
回然不同。不过,这些系统均属于分时复接 (Time-Division Multiple Access,
TDMA) 的传输系统。至于分码复接(Code-Division Multiple Access, CDMA) 的数
位式个人通讯系统,目前其相关技术则为各方所积极研发中。在本文中,我们将探
讨π/4-DQPSK信号其时序回复与载波频率回复等同步问题。
无线电通道会因城市中密集的建筑物或其他地形障碍而造成多重路径反射的干扰,
使得接收到的信号发生严重衰落(Fading)。首先,我们针对π/4-DQPSK信号评估一
类非线性时序回复技术在衰落通道中的效能并比较之。在解调技术考量上,由于衰
落效应产生随机性的频率与相位调变而会造成接收信号相位快速变化,导致同步相
位解调(Coherent Detector) 困难。差分解调(Differential Detector) 技术由于
不需同步的相位资讯,因此在衰落通道中益显其重要性。虽然差分解调无需载波相
位的回复,但是频率的控制上却依然重要,太大的频率漂移将使系统效能大受影响
。故在π/4-DQPSK信号的差分解调接收系统中,频率漂移量的估测和补偿成为主要
的同步工作。在文中,我们提出一快速频移估测器并分析频移量和其系统效能间的
数学关系,更进一步评估该快速频移估测器在衰落通道中的效能。
最后我们自理论观点上进一步探讨衰落效应与符际干扰两者对一般LOS (Line-of-
Sight)无线电通讯系统载波相位回复的影响,并分析I-Q 载波相位回复回路在该系
统中的效能。
URI: http://140.113.39.130/cdrfb3/record/nctu/#NT812430003
http://hdl.handle.net/11536/57296
显示于类别:Thesis