1. 研究目的与意义
上世纪末有专家研究数字接收机设备中的载波恢复与和定时恢复的问题。在上世纪八十年代，l．e．franks研究数字信号的载波相位估计与符号定时误差估计是如何计算的，还写出了一种算法，它就是一种基于最大自然参数估计(札)的符号定时误差。同样也是在上世纪八十年代 a．m．viterbi与a．j．franka宣言说数字载波相位估计算法有着至关重要的作用，这种算法是采用将带有载波相位误差和频率误差的bpsk／qpsk中频信号中提取载波相位。这两篇文章的发表，意味着全数字解调研究技术真正开始，也是载波同步与位同步研究技术的开始。后来，载波同步技术与位同步技术慢慢变成通信研究方面的重要技术。最初，位同步信息需要独立的信道对信号进行传输，此种方式占据太多的传输能量，所以导致数据吞吐量很低。上世纪中期，有文献表明：如果所有数据信号的传输来自所有的传输能量，这将导致所有使用的频带宽度都会具备最佳功率，即数据吞吐量达到最大值。此波形一般情况下比较窄，接收信号的采样定时因素能够通过所有正向或负向的过零点。在过零点后只需一个符号延迟常数，它的值一般情况下比较小，用来保证能够定位在信号最中心的位置。此结构具备操作方便、价格低廉的优点，所以现在的系统中继续使用。此方式必须凭借输入信噪比snr的值，若是信噪比的值比较小，会导致定时抖动的值增大。几十年来，学者们都致力于研究位同步技术以及载波同步技术，数字通信系统中接收设备的发展会影响以上两种技术的发展，接收机设备功能的优化也影响以上两种技术的发展。当前跳频通信是一种扩频通信技术，因其具有很强的抗截获和抗干扰能力，常被应用于军事通信的跳频电台中，随着跳频技术的发展，在民用移动通信领域中也得到了广泛的应用而同步技术是跳频通信中最关键的技术之一，同步的性能直接影响到整个跳频通信系统的性能，在跳频通信系统中要实现接收端和发送端的正常通信，就要求收发端实现跳频同步。跳频通信同步技术一方面能够更好的保证友方间的通信，另一方面可以防止敌方的跟踪或捕获同步过程。因此，跳频通信中的同步技术研究有重要的应用价值和意义[18]。而对于正交频分复用(ofdm)则是一种多载波调制技术,能够有效对抗多径衰落和符号间干扰,并且具有频谱利用率高的特点,被认为是下一代移动通信的关键技术。但ofdm对时间和频率同步误差很敏感,特别是载波频率偏差,对同步提出了更高的要求。
本课题的研究目的及意义在于随着现代通信与网络技术地高速发展，同步性有着越来越重要的地位。本次设计凭借对通信系统地仿真模型进行研究，采取了matlab\simulink提供的专业又丰富地工具箱，把学到的专业知识与软件相结合，设计了与之匹配的仿真程序，并设计电子通信仿真模型[1] 。我们在将matlab运动到通信原理学习中，可以深入浅出的对信号的调制和解调和误码率的分析以及分析数字基带通信系统的性能，实现了通信与matlab验证同步进行，从而我们也更好地掌握了matlab在通信中的应用，也能更好的通过原器件组成的仿真模拟通过调节原器件的参数从而更方便的得出最佳情况。掌握了通信系统中最关键的就是同步技术。大多数先进的通信技术与系统，确保完成载波同步、码元同步（位同步）与帧同步（群同步），不然系统的优越性能值将越来越小，同时也不能表现出系统的优越性。在通信系统中，同步不涉及要传送的信息，在信息的收发设备之间，要求开始传输的信号与重要的设备之间需要建立同步。通信系统地性能好坏又要看同步建立地好坏。假如出现同步误差或失去同步就会导致通信系统性能下降或通信中断。因此，同步系统应具有比信息传输系统更高地可靠性和更好地质量指标。
若是通信系统的接收端采取同步解调或相干检测的方法时，那么接收端必须供给一个与发射端调制载波相同频率相同相位的相干载波，获得相干载波的方法被命名为载波同步或载波提取。不仅仅是模拟调制信号，还有数字调制信号，若要完成相干解调，具备相干载波是一个重要的条件，所以载波同步是完成相干解调的基础。载波同步与位同步具有相似性，对传输设备自身有重要的意义，对所有系统、所有线路和网路也有重要的意义。随着数字信号处理技术的高速发展，数字技术的优越性越来越明显，所以该技术被频繁使用。该系统的可靠性、灵活性和集成度也越来越高。以软件为核心技术的无线通信体系结构是将来通信发展的必然趋势。同步技术是通信系统中不可缺少的构成条件，而且关联着各方面的设备，它未来的发展趋势是大家有目共睹的。
2. 研究内容和预期目标
同步技术在通信系统中是非常重要的，在接收端要成功的接收信号必须提供好的同步信号，而且模拟通信数字通信都离不开同步技术。本设计要求掌握同步技术的思想，原理和实现方法，用软件Matlab/Simulink搭建同步技术仿真模型，实现载波同步的同步技术的参数，指标，对波形进行分析。本课题的预期目标是完成在Matlab的Simulink仿真平台下自行设计一个通信系统，并详细设计其中的同步模块，分别采用平方环法和科斯塔斯环法两种同步方案，加入同步误差，验证同步性能对解调信号的影响。
3. 研究的方法与步骤
1.查阅相关文献资料对通信系统同步技术进行了解；
2.重点掌握通信系统中2psk的调制和解调过程以及进行载波同步的平方环和科斯塔斯环法。
3.用软件matlab/simulink搭建am同步技术仿真模型，采用平方环法和科斯塔斯环法两种同步方式实现载波同步。
4. 参考文献
[1]张维玺著.现代通信概论[m].北京：科学出版社，2007 .86～261
[2]李文海，张金菊著.现代通信技术[m].北京：人民邮电出版社，2007 .1～13
[3] 陈岩，乔继红.通信原理与数据通信. [m].北京：机械工业出版社，2007.4～26
5. 计划与进度安排
(1) 2022.1.10---- 2022.3.13 查阅资料，进行资料整理和分析，撰写开题报告，翻译英文资料
(2) 2022.3.13---- 2022.3.20 需求分析，熟悉仿真软件
(3) 2022.3.21---- 2022.3.31 概要设计
