畢業(yè)論文開題報(bào)告,任務(wù)書,中期檢查表(載波提取提純).doc

數(shù)字載波時(shí)鐘提取與提純畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告1本課題的目的及研究意義利用直接法的方法和原理從接收信號(hào)中提取同步載波，從信碼中提取位同步時(shí)鐘。用平方環(huán)電路從2DPSK信號(hào)里提取載波，對(duì)電路工作進(jìn)行分析。解析載波和位時(shí)鐘的提純方法和電路原理。載波同步又稱載波恢復(fù)（carrier restoration），即在接收設(shè)備中產(chǎn)生一個(gè)和接收信號(hào)的載波同頻同相的本地振蕩（local oscillation），供給解調(diào)器作相干解調(diào)用。當(dāng)接收信號(hào)中包含離散的載頻分量時(shí)，在接收端從信號(hào)中分離出信號(hào)載波作為本地相干載波；這樣分離出的本地相干載波頻率必然與接收信號(hào)載波頻率相同，但為了使相位也相同，可能需要對(duì)分離出的載波相位作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。若接收信號(hào)中沒有離散載波分量，例如在2PSK信號(hào)中（“1” 和“0” 以等概率出現(xiàn)時(shí)），則接收端用較復(fù)雜的方法從信號(hào)中提取載波。因此，在這些接收設(shè)備中需要有載波同步電路，以提供相干解調(diào)所需要的相干載波；相干載波必須與接收信號(hào)的載波嚴(yán)格地同頻同相。本設(shè)計(jì)題目旨在通過(guò)直接法載波提取電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)載波提取的原理、方法和實(shí)現(xiàn)途徑.利用環(huán)路的載波跟蹤特性來(lái)提取相干解調(diào)所需的本地載波，用來(lái)實(shí)現(xiàn)從2DPSK信號(hào)中提取相干載波，并進(jìn)行相應(yīng)的硬件實(shí)驗(yàn)。2本課題的國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀載波的提取與提純是通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。由于數(shù)字技術(shù)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的模式同步技術(shù)幾乎已經(jīng)淘汰。目前開環(huán)算法是研究的主要方向。早在80年代初，L.E.Franks 對(duì)數(shù)字信號(hào)的載波相位估計(jì)作了詳細(xì)的探討并提出了一種基于最大似然參數(shù)估計(jì)（ML）的符號(hào)時(shí)誤差估計(jì)算法。1983年，A.J.Frank和A.M.Viterbi提出了一種典型的數(shù)字載波相位估計(jì)算法，這種算法直接從帶有載波相位誤差或頻率誤差的BPSK/QPSK中頻率信號(hào)中提取載波相位。這兩篇文章標(biāo)志著全數(shù)字解調(diào)研究的真正開始，此后全數(shù)字通信逐漸成為通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)?，F(xiàn)有載波相位估計(jì)算法：眾所周知最早的有1956年科斯塔斯發(fā)明的同相正交環(huán)。1964年P(guān)roakis等人以及Natali和Walbesser描述了一種判決引導(dǎo)相位估計(jì)法和非判決引導(dǎo)估計(jì)算法。關(guān)于鎖相環(huán)綜合性的論述，首先出現(xiàn)在Viterbi(1966年)和Gardner（1979年）的著作中。鎖相環(huán)（PLL）有模擬和數(shù)字兩種實(shí)現(xiàn)方法，Lindsey和Simon的論文專門分析了數(shù)字PLL。此外，F(xiàn)ranks1980年撰寫的論文描述了載波相位的方法，其中包括基于最大似然估計(jì)準(zhǔn)則的方法，以及數(shù)據(jù)輔助估計(jì)（DA）和非數(shù)據(jù)輔助估計(jì)（DA），也叫開環(huán)估計(jì)或盲估計(jì)。在較低信噪比的情況下Monenclaey和Jobhe提出了N階功率估計(jì)法，還有高階統(tǒng)計(jì)量算法等。對(duì)于載波頻偏估計(jì)，在許多情況下，完全遵從最大似然準(zhǔn)則的頻率估計(jì)量，可以看作對(duì)輸入序列做FFT變換，其運(yùn)算復(fù)雜度是硬件實(shí)現(xiàn)難以接受的。實(shí)用的最大似然頻率估計(jì)算法大多是最大似然意義下的最佳估計(jì)器，如Luise M 提出的簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)&R算法，M.P.Fitz 提出的簡(jiǎn)稱為Fitz算法和Lovell.B.C提出的簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)&W算法，這些算法均能在一定的信噪比下接近克拉美羅界（CRLB），但難以同時(shí)兼顧頻差估值精度和頻偏的估值范圍。Mengali和Morelli提出了一種新的算法，簡(jiǎn)稱為M&M算法，較好的解決了這一矛盾，即使得頻率估值范圍擴(kuò)大，又使得估計(jì)精度提高。3、本課題的研究?jī)?nèi)容觀察2DPSK信號(hào)經(jīng)過(guò)平方率器件后的波形特點(diǎn)以及濾波后的波形，分析平方變換法產(chǎn)生相位模糊的原因，以及平方環(huán)在捕獲、鎖定、失鎖狀態(tài)下的基本特性。觀察用鎖相環(huán)提純后的載波和位同步時(shí)鐘，與鎖相前的波形進(jìn)行比較。從發(fā)送端發(fā)送過(guò)來(lái)的已調(diào)信號(hào)經(jīng)過(guò)相乘器與相干載波相乘后，得到一個(gè)非歸零的隨機(jī)碼元序列。由于受到載漏和白噪聲的干擾，這個(gè)碼元序列并不是一個(gè)很規(guī)整的碼元序列，因此要經(jīng)過(guò)一個(gè)低通濾波器將干擾去掉。由于頻帶受限的碼元序列里還是沒有含有位時(shí)鐘分量，這里就需要將這個(gè)碼元序列做一個(gè)非線性變換，也就是將頻帶受限的碼元經(jīng)過(guò)一個(gè)全波整流變換。經(jīng)過(guò)變化后的碼元序列就已經(jīng)有位時(shí)鐘成份了。然后再通過(guò)一個(gè)中心頻率為位時(shí)鐘頻率的帶通濾波器，將位時(shí)鐘的頻率成份提取出來(lái)。由于傳輸?shù)拇a元信號(hào)為隨機(jī)的二進(jìn)制碼，在連零數(shù)目較多的時(shí)候，時(shí)鐘成份的能量非常少，這對(duì)于位時(shí)鐘信號(hào)的提取非常不利，連零數(shù)目多時(shí)帶通濾波器的輸出是一個(gè)非等幅的正弦信號(hào)。為了讓電路在時(shí)鐘能量較少的情況下還能準(zhǔn)確的提取時(shí)鐘分量，有必要將濾波輸出的時(shí)鐘分量進(jìn)行限幅放大并整形。最后，為了讓系統(tǒng)能得到一個(gè)穩(wěn)定度較高的位時(shí)鐘，還需要用鎖相環(huán)電路來(lái)對(duì)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行提純。觀察碼元經(jīng)過(guò)整流以后的波形特點(diǎn)。相干載波與接收信號(hào)的載波同頻率同相位。進(jìn)行誤差分析，對(duì)直接法性能指標(biāo)分析。4、本課題的實(shí)行方案、進(jìn)度及預(yù)期效果（1）實(shí)行方案：需要幾種載波同步各方法研究分析，選擇合適方法，完成本設(shè)計(jì)，平方率器件研究分析，對(duì)鎖相環(huán)技術(shù)研究。（2）實(shí)行進(jìn)度12月中旬12月31日 與老師交流，確定課題，查閱相關(guān)資料，對(duì)課題的總體設(shè)計(jì)概況有一定的認(rèn)識(shí)，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告；同時(shí)查找相關(guān)專業(yè)外語(yǔ)參考文獻(xiàn)，并做好翻譯工作。2012年2月3月 根據(jù)課題要求，確定設(shè)計(jì)方案，完成各模塊軟硬件的設(shè)計(jì)。4月1日4月30日 完成電路板的制作與調(diào)試。5月1日5月10日 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，并做好答辯準(zhǔn)備。5月11日6月1日 畢業(yè)設(shè)計(jì)成果驗(yàn)收、答辯。 （3）預(yù)期效果： 經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、制作及調(diào)試，載波時(shí)鐘提取與提純預(yù)期能實(shí)現(xiàn)以下效果：接收設(shè)備中產(chǎn)生一個(gè)和接收信號(hào)的同頻同相載波，即相干載波必須與接收信號(hào)的載波嚴(yán)格地同頻同相。5、已查閱參考文獻(xiàn)1 張厥盛等編著.通信工程中的鎖相環(huán)路. M西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1980.2 樊昌信、宮錦文、劉忠成編著.通信原理及系統(tǒng)實(shí)驗(yàn). M北京:電子工業(yè)出版社,2007. 3 曾興雯、劉乃安等編著.高頻電路原理與分析. M 西安:西安電子科技大學(xué)出版社，2000.4 張輝、曹麗娜編著.現(xiàn)代通信原理與技術(shù). M 西安:西安電子科技大學(xué)出版社，2002.5 高吉祥主編.高頻電子線路. M北京:電子工業(yè)出版社，2004.6 萬(wàn)心平、張厥盛等編著.通信工程中的鎖相環(huán)路. M西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1980.8田克純、秦遠(yuǎn)年等編著.通信原理實(shí)驗(yàn)教程.M桂林:桂林電子科技大學(xué)通信實(shí)驗(yàn)中心，2009.指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師：年 月 日開題小組意見 開題小組負(fù)責(zé)人簽字： 年 月 日院（系）審核意見院（系）領(lǐng)導(dǎo)（公章）年 月 日任務(wù)書一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容利用直接法的方法和原理從接收信號(hào)中提取同步載波，從信碼中提取位同步時(shí)鐘。用平方環(huán)電路從2DPSK信號(hào)里提取載波，對(duì)電路工作進(jìn)行分析。解析載波和位時(shí)鐘的提純方法和電路原理。載波同步又稱載波恢復(fù)（carrier restoration），即在接收設(shè)備中產(chǎn)生一個(gè)和接收信號(hào)的載波同頻同相的本地振蕩（local oscillation），供給解調(diào)器作相干解調(diào)用。當(dāng)接收信號(hào)中包含離散的載頻分量時(shí)，在接收端從信號(hào)中分離出信號(hào)載波作為本地相干載波；這樣分離出的本地相干載波頻率必然與接收信號(hào)載波頻率相同，但為了使相位也相同，可能需要對(duì)分離出的載波相位作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。若接收信號(hào)中沒有離散載波分量，例如在2PSK信號(hào)中（“1” 和“0” 以等概率出現(xiàn)時(shí)），則接收端用較復(fù)雜的方法從信號(hào)中提取載波。因此，在這些接收設(shè)備中需要有載波同步電路，以提供相干解調(diào)所需要的相干載波；相干載波必須與接收信號(hào)的載波嚴(yán)格地同頻同相。本設(shè)計(jì)題目旨在通過(guò)直接法載波提取電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)載波提取的原理、方法和實(shí)現(xiàn)途徑.利用環(huán)路的載波跟蹤特性來(lái)提取相干解調(diào)所需的本地載波，用來(lái)實(shí)現(xiàn)從2DPSK信號(hào)中提取相干載波，并進(jìn)行相應(yīng)的硬件實(shí)驗(yàn)。觀察2DPSK信號(hào)經(jīng)過(guò)平方率器件后的波形特點(diǎn)以及濾波后的波形，分析平方變換法產(chǎn)生相位模糊的原因，以及平方環(huán)在捕獲、鎖定、失鎖狀態(tài)下的基本特性。觀察用鎖相環(huán)提純后的載波和位同步時(shí)鐘，與鎖相前的波形進(jìn)行比較。觀察碼元經(jīng)過(guò)整流以后的波形特點(diǎn)。相干載波與接收信號(hào)的載波同頻率同相位。進(jìn)行誤差分析，對(duì)直接法性能指標(biāo)分析。二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的要求與數(shù)據(jù)要求：1.設(shè)計(jì)、制作及調(diào)試，載波時(shí)鐘提取與提純儀器能實(shí)現(xiàn)以下效果：接收設(shè)備中產(chǎn)生一個(gè)和接收信號(hào)的同頻同相載波，即相干載波必須與接收信號(hào)的載波嚴(yán)格地同頻同相。2.2DPSK信號(hào)經(jīng)過(guò)平方率器件后的波形特點(diǎn)以及濾波后的波形，用鎖相環(huán)提純后的載波和位同步時(shí)鐘，與鎖相前的波形，碼元經(jīng)過(guò)整流以后的波形等，以上波形能在示波器上清晰顯示，并對(duì)以上波形性能指標(biāo)分析。 數(shù)據(jù)： 256KHz時(shí)鐘，載波1024KHz，基帶信號(hào)速率 256Kbit/s， 電壓峰峰值2V。三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的工作1、論文（不少于2萬(wàn)漢字，附中英文摘要，其中英文摘要300-500單詞）2、實(shí)現(xiàn)硬件電路并現(xiàn)場(chǎng)演示。 3、譯文（不少于4萬(wàn)英文字符的原文和譯文） 四、參考文獻(xiàn)5（包括一英文資料）（書籍M 雜志J ）1 張厥盛等編著.通信工程中的鎖相環(huán)路. M西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1980.2 樊昌信，宮錦文，劉忠成編著.通信原理及系統(tǒng)實(shí)驗(yàn). M北京:電子工業(yè)出版社,2007.3 曾興雯，劉乃安等編著.高頻電路原理與分析. M 西安:西安電子科技大學(xué)出版社，2000.4 張輝，曹麗娜編著.現(xiàn)代通信原理與技術(shù). M 西安:西安電子科技大學(xué)出版社，2002.5 高吉祥主編.高頻電子線路. M北京:電子工業(yè)出版社，2004.6 萬(wàn)心平，張厥盛等編著.通信工程中的鎖相環(huán)路. M西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1980.7田克純，覃遠(yuǎn)年等編著.通信原理實(shí)驗(yàn)教程.M桂林:桂林電子科技大學(xué)通信實(shí)驗(yàn)中心，2009.8Control Systems Theory with Engineering ApplicationsJ. Boston. Basel. berlin，2001 五、加工設(shè)備上機(jī) 1、計(jì)算機(jī) 一臺(tái) 2、實(shí)驗(yàn)箱 一套 3、示波器 一臺(tái) 任務(wù)下達(dá)時(shí)間：2012年 2月 21日畢業(yè)設(shè)計(jì)開始與完成時(shí)間：2012年 2月 21日至 2012年 6月 12日組織實(shí)施單位：教研室主任意見：簽字 年 月 日學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組意見：簽字 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度計(jì)劃表序號(hào)起止日期計(jì)劃完成內(nèi)容實(shí)際完成內(nèi)容檢查日期檢查人簽名12月23日4月5日翻譯英文資料，收集相關(guān)課題資料24月6日4月16日設(shè)計(jì)硬件電路34月17日4月27日調(diào)試系統(tǒng)44月28日5月14日完成畢業(yè)論文， 參加畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯56指導(dǎo)教師批準(zhǔn)日期 2012年 2月 21日 簽名：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表（指導(dǎo)教師）指導(dǎo)教師姓名： 填表日期：2012年 4月18 日學(xué)生學(xué)號(hào) 0800220131學(xué)生姓名題目名稱 數(shù)字通信載波提取與提純的研究與設(shè)計(jì)已完成內(nèi)容（請(qǐng)根據(jù)任務(wù)書進(jìn)度計(jì)劃認(rèn)真檢查）1.翻譯英文資料，收集相關(guān)課題資料。2.設(shè)計(jì)硬件電路,完成制作電路板。3.調(diào)試系統(tǒng)，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。4.完成畢業(yè)論文初稿。 檢查日期：完成情況全部完成按進(jìn)度完成滯后進(jìn)度安排存在困難 1.查閱資料時(shí)，有不懂的地方，特別是英文翻譯，出現(xiàn)翻譯語(yǔ)句不通暢，過(guò)于漢化。2.電路板設(shè)計(jì)時(shí)有疏漏，電路板制作出現(xiàn)短路，漏接，脫焊等情況。3.系統(tǒng)調(diào)試時(shí)，波形在示波器上顯示不清晰，有時(shí)甚至不出波形，在提純模塊鎖相環(huán)電路中的波形十分不穩(wěn)定。解決辦法 1.詢問(wèn)畢業(yè)