硕士学位论文QAM信号全数字解调技术.doc

硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 题题 目目: : qam 信号全数字解信号全数字解调调技技术术 研研 究究 生生 郑 国 专专 业业 信 号 与 信 息 处 理 指导教师指导教师 张 公 礼 教 授 完成日期完成日期 2004 年 12 月 杭州电子科技大学硕士学位论文杭州电子科技大学硕士学位论文 qamqam 信号全数字解调技术信号全数字解调技术 研研 究究 生：生： 郑 国 指导教师：指导教师： 张 公 礼 教授 2004 年 12 月 dissertation submitted to hangzhou dianzi university for the degree of master technology of the all-digital demodulation for qam signal candidate: zheng guo supervisor: prof. zhang gongli december，2004 杭州电子科技大学硕士学位论文 i 摘摘 要要 在通信业务日益增长、载波频段日益拥挤的今天，频谱利用率是一个主要矛 盾。正交幅度调制（qam）是一种频谱利用率很高、实现较为方便的载波传输方 式，它以其高效的频谱利用率在当今众多的调制方式中具有很强的竞争力。 qam调制方式有效缓解了传输网络的带宽矛盾。一般数字调制方式一般只有 一个信号参量携带调制信息，而qam调制的调制信号幅度和相位都携带信息，对 于m进制qam中随m值的增大，所携带的信息量也随着增加，大大提高了信道的利 用率，因此qam调制方式被广泛的应用于了传输领域。此外qam信号的码间距 比mask, mpsk的要大，所以在提高频带的利用率基础上，对误码率的影响不 大，也是它得到广泛应用的一个原因。因此，qam同时具有带宽利用率和误码率 两大优点。 全数字解调克服了由于 qam 信号相位差较小等引起的传统接收机的困难，是 qam 信号解调中的重要研究方向。本文重点研究 qam 信号的全数字解调技术。介 绍了多进制正交幅度调制（mqam）信号的基本原理和特点。组建了一个全数字 接收机结构，并介绍了一种硬件实现方法。 本文对多进制正交幅度调制（mqam）信号的检测估计理论及性能分析方法 进行了研究，给出了适合于实际中应用的评价标准修正克拉美罗限 （mcrb）和渐近克拉美罗限（acrb） 。这种科学的性能评价体系，为后面的 算法性能改进提供了理论根据，也为进一步的算法研究打下了基础。 本文研究了 qam 信号的数字下变频技术。介绍了专用可编程数字下变频器件 hsp50214b，并说明了这种器件的一般设计方法。利用可编程逻辑器件 cpld 通 过硬件描述语言 vhdl 编程，完成了基于专用下变频器件 hsp50214b 的对一种 实际的 256qam 信号的下变频。 算法研究是本文的重点所在。在载波同步方面的频偏估计问题，通过对现有 算法的研究，提出了一种新的载波频偏捕获方法。这种新的频偏算法即保证了频 偏捕获范围，又提高了捕获精度，有效的解决了传统算法中两者不能兼顾的问题， 可用于 qam 系统以及 mpsk 系统中的频偏估计。在相位估计算法中，完成了一系 列利用接收信号统计信息的相位估计算法的渐近误差性能分析，并通过比较，得 到估计性能较好的相位估计算法。在符号定时估计方面，研究了两种适合不同采 样率的定时估计算法，并进行了重要改进。文章中对以上所有算法进行了仿真， 得到大量可靠的仿真数据。 最后，对本文研究成果进行总结并提出问题。 杭州电子科技大学硕士学位论文 ii 关键词：非数据辅助，同步，多进制正交幅度调制，全数字接收 杭州电子科技大学硕士学位论文 iii abstract with the rapid development of the electronics and computer science, particularly the improvement of the operation speed in digital signal process (dsp) chip, the digital signal process technique appears to be an important problem, and defined the concept of all digital receiver and the software radio. the goal of the all digital receiver included the opening architecture and the full-scale programmable, it is easily to update the communication function by altered the configuration of the hardware. the characteristic of this all digital receiver is the local oscillator carrier and sampling clock run at fixed frequencies. dsp and vlsi chip mainly estimates and revises the error signals. in contrast to conventional receiver, all-digital receiver does not require the feedback of signals to the analog part, so all-digital receiver overcomes difficulties in phase lock loop design. no feedback enhances not only stability and compatibility but also complexity, so choosing algorithms is a main topic of all-digital receiver ,which is effectible, fleetly convergent and easy to realize by dsp and vlsi chip。 the goal of this paper is to research the several key technologies of all-digital demodulation for qam signal. the paper propose a all digital receiver architecture . and give a hardware circuit of if digital receiver designed by the thesis in order to realize the real-time processing of the received intermediate frequency signals and make a concrete analysis of the signal characteristic and functions of each module. in synchronization included digital frequency conversion technique, carrier synchronization and symbol timing synchronization. in this paper, introduce feedforward nondata-aided(nda) estimators and a all digital receiver architecture. firstly, the paper introduces the technologies of quadrature amplitude modulation and the theoretics of estimate. in order to analyze system performance and design appropriate equipment, we present the cramer-rao bound(crb) related to estimating the synchronization parameters, a modified crb (mcrb) and a asymptotic crb (acrb) have been derived. based this standard, a rigorous and thorough performance analysis was setups for the existing blind estimators. the paper presents the block diagram and the functional description of the hsp50214b.the output mode and microprocessor was appicacted based on the requirement of the 256qam signal in wireless lan. the parameter of hsp50214b was configurated.the pdc configuration is realized by using vhdl program by the logical 杭州电子科技大学硕士学位论文 iv device cpld. the pdc configuration process indicates the general method of the hsp50214b application. the paper introduces several key technologies in all-digital receiver, including estimating and revising timing phase offset ,carrier frequency offset and carrier phase offset。the aim is bringing forward the digital signal processing algorithm suited for all-digital receiver implemented by dsp. the author compared some carrier synchronization algorithms of all-digital receiver, proposed a new architecture for m- qam signals. this approach exhibits more robustness and larger acquisition range than conventional ones. in the carrier phase estimation, the paper performed the thorough performance analysis of a class of blind algorithms. by analysis, proposed a computationally simple blind carrier phase estimators with guaranteed convergence and good statistical properties. in symbol estimation, the paper analyze and ecaluate the performance of an alternative blind feedforward symbol timing estimator using two samples per symbol and proposed a new unbiased timing estimator with improved performance; whats more, the paper present a large sampling timing estimator, and analyze the performance of it in mqam system. in the end, two all-digital receiver architectures are achieved fully suited for qam signal, included simulation and the test result of the collected data. keywords： nondata-aided , synchronization , mqam , all-digital receiver 杭州电子科技大学硕士学位论文 v 目 录 摘要 - abstract - 第 1 章 绪论 -1 1.1 引言 -1 1.2 qam 的应用 - 2 1.3 qam 信号的解调 - 3 1.4 全数字接收技术的特点和发展现状 -4 1.5 mqam 信号的全数字解调算法研究现状 - 5 1.5.1 载波相偏恢复算法 -5 1.5.2 载波频偏恢复算法 -6 1.5.3 符号定时恢复算法 -7 1.5.4 其它一些联合估计算法 -7 1.6 本文工作 -7 第 2 章 多进制正交幅度调制（mqam）技术 -9 2.1 多进制数字调制 -9 2.2 正交振幅调制 -9 2.2.1 正交振幅调制信号 -9 2.2.2 qam 调制信号的主要参数和平均功率 -10 2.2.3 qam 调制信号星座图 -12 2.3 本章小结 -14 第 3 章 qam 信号全数字解调方案与硬件实现 - 16 3.1 qam 信号全数字解调方案 -16 3.1.1 传统的 qam 接收机 - 16 3.1.2 全数字 qam 接收机 - 17 3.2 qam 信号全数字解调硬件实现 - 杭州电子科技大学硕士学位论文 vi 19 3.3 本章小结 -20 第 4 章 qam 信号数字下变频技术 - 21 4.1 qam 信号数字下变频原理 - 21 4.2 基于 hsp50214b 的 qam 信号下变频设计 - 22 4.2.1 hsp50214b 结构原理及功能 - 22 4.2.2 hsp50214b 应用设计 - 24 4.2.3 wirelesslan 中 256qam 信号的下变频设计 - 27 4.3 本章小结 -28 第 5 章 qam 信号参量估计中的实际克拉美罗限 - 29 5.1qam 信号参量估计和克拉美罗限（cramer-rao bound） - 29 5.1.1 qam 信号参量估计 -29 5.1.2 克拉美罗限（cramer-rao bound） - 29 5.2 qam 信号参数估计中的实际克拉美罗限 - 30 5.2.1 qam 参数估计中的理论克拉美罗限（crb） - -30 5.2.2 qam 参数估计中的修正克拉美罗限（mcrb） - 31 5.2.3 qam 参数估计中的渐近克拉美罗限（acrb） - 32 5.3 本章小结 -33 第 6 章 qam 调制信号载波同步算法 - 34 6.1 非数据辅助载波频偏估计 -34 6.1.1 非数据辅助的频偏估计器td 算法 -35 杭州电子科技大学硕士学位论文 vii 6.1.2 非数据辅助的频偏估计器gg 算法 - 36 6.1.3 qam 频偏估计新算法td_gg 算法 -37 6.2 非数据辅助载波相位估计 -39 6.2.1 传统的非数据辅助的载波相位估计算法 -40 6.2.2 应用高阶统计量的非数据辅助的载波相位估计算法一种改进的 hos 算法 -41 6.2.3 应用八阶统计量的非数据辅助载波相位估计算法eos 算法 - 43 6.3 载波同步算法的渐进均方误差性能分析 -46 6.3.1 gg 算法的渐近均方误差性能分析 -46 6.3.2 改进的 hos 算法的渐近均方误差性能分析 - 48 6.3.3 eos 算法的渐近均方误差性能分析 -50 6.4 本章小结 -53 第 7 章 qam 调制信号符号定时同步算法 - 54 7.1 非数据辅助（nda）符号定时算法 - 54 7.1.1 一种基于二倍采样率的非数据辅助定时估计算法 -55 7.1.2 一种基于多倍采样率的非数据辅助定时估计算法gsd 算法 -58 7.2 qam 信号符号定时算法渐近性能分析 - 61 7.2.1 基于二倍采样率的非数据辅助定时估计算法的渐近均方误差性能分 析 -61 7.2.2 基于多倍采样率的 gg 和 gsd 算法的渐近均方误差性能分析 -64 7.3 本章小结 -65 第 8 章 qam 调制信号的全数字解调 -67 8.1 qam 信号全数字解调算法 -67 8.1.1 基于二倍采样率的 qam 全数字解调 -67 8.1.2 基于多倍采样率的 qam 全数字解调 -68 8.2 qam 信号全数字解调算法仿真 -68 8.2.1 基于二倍采样率的 qam 全数字解调算法仿真结果分析 -69 8.2.2 基于多倍采样率的 qam 全数字解调算法仿真结果分析 -70 8.3 qam 全数字解调算法对实际数据的解调 -70 杭州电子科技大学硕士学位论文 viii 8.4 本章小结 -71 结束语 -72 致谢 -74 参考文献 -75 附录 a -81 附录 b -102 杭州电子科技大学硕士学位论文 1 第 1 章 绪 论 1.1 引言 在通信业务日益增长、载波频段日益拥挤的今天，频谱利用率是一个主要矛 盾。正交幅度调制（qam）是一种频谱利用率很高、实现较为方便的载波传输方 式，它以其高效的频谱利用率在当今众多的调制方式中具有很强的竞争力3。 信号传输的过程中需要都要占用一定的带宽，数字信号的传输比模拟信号对 带宽的需求更高。在传输领域高速发展的今天，各种增值业务的不断产生，对通 信质量要求的不断提高，使得信号传输对频带的需求越来越多，但是由于技术和 当前设备的限制，能利用的频带还是有限制的，不能任意扩展，这就导致信道频 带资源越来越宝贵。例如有线传输中的数字电视广播一有线方式(dvb-c )、视频 点播(vod),非对称数字用户环路(adsl)等等，一般都要求在不影响原有数字视 频传播业务的前提下实现，即要求新业务所占频带不能超过原有业务的频带，只 有部分频带可以使用，要在有限的带宽里传输数据量惊人的音视频数据，不经过 特殊的调制方式，将会影响整个网络的数据传输，降低服务的质量。 为了在有限的带宽信道中有效的传输大量的数据，人们研制了各种调制方式 来解决有限带宽和大量数据传输之间的矛盾。例如可以采用多进制数字调制(包 括幅度、频率、和相位多进制调制);联合调制、网格调制等等。其中幅度和相位 联合调制方式，即qam调制方式综合了ask与psk的优点.并通过采用多进制方 (mask与mpsk)来提高频带利用率(提高信息传输速率)，因此它在频带利用率和 接收端误译码率等指标上，比单一调制正弦波的一个参数的调制方式都要优越， 但它的设备复杂程度也是比较高的。随着电子技术的不断发展，设备复杂性也在 相对地降低，因此qam方式是目前中、高速调制解调器中比较流行的调制方式。 qam调制方式有效缓解了传输网络的带宽矛盾。一般数字调制方式下，通常 一个码元携带lbit的信息，而qam调制的调制信号幅度和相位都携带信息，对于 m进制qam中随m值的增大，所携带的信息量也随着增加，例如16qam中一个 码元携带4bit的信息，64qam中一个码元携带6个bit的信息，大大提高了信道的 利用率，因此qam调制方式被广泛的应用于了传输领域。而且qam的码间距比 mask, mpsk的要大，所以在提高频带的利用率基础上，对误码率的影响不大， 也是它得到广泛应用的一个原因。因此，qam同时具有带宽利用率和误码率两大 优点。 杭州电子科技大学硕士学位论文 2 1.2 qam 的应用 鉴于 qam 调制方式的众多优点，它得到了广泛的应用。最初，qam 调制器/解 调器抓哟应用于电话线数据通信，即众所周知的电话线 modem；目前，在电话线 有限的 4k 带宽内，调制解调器最大传输速率可达 56kbps，已经接近了香农定理 所预测的极限。 随着通信技术的不断发展，人们对信息交流需求的不断增加，诸如传统电话 线 modem 一类的窄带应用已不能够满足要求。宽带通信作为一个崭新的概念进入 了人们的视野。目前，宽带通信主要传输媒介有光纤、同轴电缆、双绞线、电话 线、微波等。根据应用领域及传输介质的不同，所采用的调制方式通常为 qam/ofdm/vsb/dmt 等中的一种。 在移动通信中，随着移动用户数量的不断增加，传统通信系统的容量已经越 来越不能满足通信的要求，而可用频谱资源有限，也不能靠无限的增加频道数目 来解决系统容量问题。另外，人们亦不满足移动通信单一的语音服务，希望能利 用移动电话进行图像等多媒体信息的通信。在 itu imt-2000 国际标准中定义的 未来个人通信，是多种业务的综合，它不仅有传统的语音服务（9.6kbps） ，还需 提供更高速率的（384kbps,2mbps）的多媒体业务。对于这些高速数据的传输， 如果采用一般的调制技术，信道带宽会急剧增加，从而进一步加剧频率资源紧张 的状况。显然，传统的调制方式只适用于低容量、低速率的语音业务，却难以满 足高质量、高速率的多媒体业务。而正交幅度调制（qam）是一种高频谱利用率， 且有可能灵活的根据传输环境的不同，自适应的调整其调制速率的信号，因此采 用 qam 调制方式能很好的缓和移动通信中可用频带紧张的状况，并实现多速率的 多媒体综合业务77。 随着数字电视及高清晰度电视（hdtv）技术的发展，越来越多的标准被制 定出来。目前存在的支持数字高清晰度电视的国际标准主要有美国的高级电视系 统委员会（atsc）和欧洲的数字视频广播（dvb） 。包括用于卫星传输的 dvbs，电缆传输的 dvbc、atsc16vsb，地面传输的 dvbt、atsc8vsb 标准。中国也在努力的制定符合自己的标准。qam 由于 其高效的频带利用率在各种标准中都有广泛的应用。对通过电缆网络进行视频和 数据业务的下行传输，欧洲数字音频视频委员会（davic）和数字视频广播 （dvb）标准已经将 qam 作为标准的调制方式。随着这些标准的建立，数字电 视中 qam 信号的应用也越来越多，并开始采用一些高阶的 qam 信号，甚至 512qam、1024qam 等。 根据研究表明，qam调制方式适合于数据率较高的有线传输或固定无线接入等 领域。目前主要应用领域包括：高清晰度数字电视（hdtv） 、电缆调制/解调器 （cable modem） 、宽带固定无线接入（broadband fixed wireless access） 、微波通 杭州电子科技大学硕士学位论文 3 信（microwave communication） 、lmds（local multi-point distibution system） 、 mmds（microwave multi-point distribution system） 、atmlan等。表1.1对 qam的各类应用作了简要小结。对绝大多数应用，数据传输的比特率介于几百k 到几十兆之间。 表1.1 qam的应用 qam 应用领域带宽（hz）数据率 （bps） 相关标准备注 电话线 modem约 4k2.4k56kitu-tv.21,v.22,v.22bis, v.23,v.25,v.34,v.32bis, v.32,v.43 窄带 高清晰度电视 （hdtv） 1m45m2m90mdvb-c,dvb-s cable modem, lmds128k8m256k56mdvb,davic docsis,itu-t j.83 宽带固定无线接入1m10m100k56m atm-lan26m51.84matm-lan 1.3 qam 信号的解调 正交振幅调制(qam)数字传输系统因为其高的频带利用率而被确定为dvb-c 标准，在理想情况下，mqam信号的频带利用率为，当收发基带滤hzsbm/log2 波器合成响应为滚降因子r的升余弦滚降滤波器时，mqam调制信号的频带利用 率变为。目前，对qam信号的解调方法很多，其主要方法hzsbrm/)1/(log2 有以下三种: (1)模拟相干解调: qam解调器接收调制模拟信号，从模拟信号中恢复出载波和定 时信号;再用同相和正交的两个载波信号与接收的模拟调制信号相乘，经模拟低 通滤波器滤波后得到基带信号;然后用定时信号控制采样器对基带信号采样、判 决、数字化，就可以恢复出所传输的数字系列。 (2)数字相干解调： qam解调器首先对接收的调制模拟信号采样并数字化;然后从 数字信号中恢复出载波和定时信号:再用同相和正交的两个载波信号与数字化的 调制信号相乘，经数字低通滤波器滤波后得到数字基带信号;恢复的定时信号用 于反馈控制采样器，因此能得到无定时偏差的数字系列。 (3)全数字解调:解调器首先对接收的调制模拟信号采样并数字化，其采样时钟振 荡于固定频率，不需要后继的数字信号处理部分提供振荡控制信号;a/d变换后的 数字信号与同样振荡于固定频率的两个正交载波信号相乘，经数字低通滤波器滤 波后得到数字基带信号，不过这个基带信号可能存在定时误差和载波相位误差; 然后对该数字基带信号进行处理以补偿定时误差和载波相位误差，就可以得到所 传输的数字信号系列。 分析以上描述的三种qam信号的解调方法的实现情况:模拟相干解调是用模拟 杭州电子科技大学硕士学位论文 4 器件实现。首先，系统的整体性能对模拟器件的多种非理想情况很敏感，如模拟 滤波器相位失真、放大器及混频器的非线形等，为保证系统性能，需要增加许多 辅助电路，这使系统构成相当困难，且成本很高。其次，模拟器件构成的通信系 统体积大、功耗大、测试不便、易出故障，也不能满足智能化处理的要求，而且 同相(i)、正交(q)两路模拟通路参数不一致容易造成系统性能变差。此外，对于 传统模拟接收机，通常采用锁相环（pll）技术实现载波同步，需要提取载波误 差去控制压控振荡器（vco） ，才能正确恢复载波，而锁相环路中环路滤波器参 数的调整是很麻烦的，尤其是对于一些高效的调制方式如m-qam，m-psk，它 们对静态相差要求很严格，随着m的增加，锁相环的设计更加困难。而且理论上 根据锁相环锁定载波是有偏估计，理论分析也十分困难。所以采用全数字解调技 术是qam信号解调的主要发展方向。随着数字信号处理(dsp )芯片和vlsi技术以 及数字信号处理技术的迅速发展，用数字化方法解调成为现实，数字相干解调和 全数字解调均属于数字解调，其算法灵活，易于集成，体积小，可以克服模拟解 调的诸多缺点。 全数字解调的本地参考载波和采样时钟都独立振荡于固定的频率，不需要象 数字相干解调一样利用反馈进行同步，因而可以利用vlsi中的并行处理方式增加 数字信号处理速率，从而可以处理更高速率的数据传输，适应于高速的数字通信 系统。另外，全数字解调不需要将载波误差信号反馈到混频器进行调整，从而简 化了解调器前端设计，并可在不采用复杂补偿技术情况下，通过算法来精确消除 各种失真，从而使解调器性能最优。 1.4 全数字接收技术的特点和发展现状1-2 近年来，随着电子技术和计算机技术的进步，尤其是数字信号处理器 （dsp）芯片速度的提高，数字信号处理技术在接收机中的应用已经越来越引起 人们的重视，从而全数字接收机以及软件无线电的概念应运而生。软件无线电的 基本思想是以一个通用、标准、模块化的硬件平台为依托，通过软件编程来实现 无线电台的各种功能，从基本硬件、面向用途的电台设计方法中解放出来。功能 的软件化实现必然要求减少功能单一、灵活性差的硬件电路，尤其是减少模拟环 节，把数字化处理（a/d 和 d/a 变换）尽量的靠近天线。软件无线电强调体系结 构的开放性和全面可编程性，通过软件的更新改变硬件的配置结构，实现新的功 能。这种全数字化和软件化的接收机的特点是采用一独立的固定频率对接收的中 频信号甚至射频信号进行采样（由于硬件的限制目前数字化局限于中频及以下范 围内） ，之后的解调处理、载波恢复、符号定时恢复、判决等工作全部由 dsp 及 超大规模集成电路（vlsi）器件来完成，其结构和传统的接收机完全不同。传统 的接收机的性能对模拟器件的非理想特性（如模拟滤波器的相位失真、放大器及 杭州电子科技大学硕士学位论文 5 混频器的非线性等）很敏感，为减少恶化量，对同相和正交支路的一致性提出了 较高的要求，因此实现复杂且成本高，另外这种结构不能满足未来职能化处理的 要求1。 而接收机的全数字化简化了接收机的前端设计，用一固定频率的采样时钟对 接收信号进行采样，根据信号采样样本，使用数字信号处理算法，产生同相和正 交分量，自适应的完成载波同步误差和符号定时误差的估计和校正。这种接收机 通用性强，大部分或者全部信号处理操作由 dsp 编程实现，同时克服了传统接收 机使用两个乘法器产生同相和正交信号所带来的两支路特性不一致的问题，使全 数字接收机的性能仅取决于算法和 dsp 芯片及 vlsi 器件的精度55。 通用 dsp 是软件无线电的核心部分，主要完成各种传输信号的调制解调、各 种抗干扰、抗衰落和自适应均衡算法。由于 dsp 技术和器件的发展，高速、超高 速的数字信号处理器不断涌现，dsp 已经基本满足软件无线电的技术要求。所以 合理有效的软件算法成为软件无线电急待解决的核心问题。 dsp 算法中的关键技术是载波恢复和符号定时恢复。由于软件无线电当中本 地时钟和载波是由高稳定度振荡器产生的，它们已不采用反馈调整的频率源，因 此传统的带反馈的中频偏检测器得到的电压无法直接用于此类情形的数字信号处 理算法中。这就需要寻求合理有效的算法能给出信号参量的绝对量的估计值(而不 是电压)，并将这个估计值通过数字信号处理算法从接收信号中提取，用以实现信 号的软件解调。能应用于软件无线电的这些算法主要为非数据辅助的前向反馈算 法。 1.5 m-qam 信号的全数字解调算法研究现状 所谓正交幅度调制（qam）就是用两个独立的基带波形对两个相互正交的同 频载波进行抑制载波的双边带调制，利用这种已调信号在同一带宽内频谱正交的 性质来实现两路并行的数字信息传输34。 qam 的带宽效率可以这样求得：由信息序列形成的两个分离的两个 k n a 比特符号同时加在两个正交载波和上，该调制技术称为正交cos(2) c f tsin(2) c f t pam 或 qam，相应的信号波形可以表示成： m=1，2， ，m， 2 ( )re() ( ) jf t c stajag t e mmcms 0tt ( )cos2( )sin2ag tf tag tf t mccmsc （1.1） 式中，和是承载信息的正交载波的信号幅度，g(t)是信号脉冲。 mc a ms a 1.5.1 载波相偏恢复算法 在传统的载波相位同步中，广泛采用定向判决（dd）34模式。并且在如果 杭州电子科技大学硕士学位论文 6 最初的相位误差减小到一个较小的适当的范围时，这个算法非常有效。所以 dd 模式经常应用在跟踪模式或者有前同步码的数据通信中。但是在获取模式下，由 于大可能存在的最初较大的相位误差引起的“自旋” ，使 dd 模式需要很长时间 才能会聚或者不能会聚。dd 算法还有其它的一个优点，在 dd 会聚之后采用大 的观察长度 l 的 dd 算法比采用较小的 l 的有更好的估计性能，只是其会聚过程 会更慢。 如文献7一样很多人研究了 qam 的载波相位获取问题。文献7中实现了 histogram（ha）算法，可以有效的应用于方形或者星型的星座图中。虽然在高 低信噪比的情况下的性能不是很好，但是在纯获取模式下已经足够精确。文献5 提出了功率原则算法（pl） ，它在低信噪比的时候比 ha 的性能好，但是对于方 型星座图在中或高信噪比（snr）的情况下比 ha 算法的性能要差。在 pl 估计 器用于星型星座图的时候，它需要较长的观察时间来产生有效估计。一些其它的 文章提出了利用高阶统计的估计算法（hos）5051。文献60分析了 hos 估计器 和 pl 估计器是等价的，并且 hos 估计器较 pl 估计器有较大的渐近方差50。另 外，一些文章提出了合并算法的新的载波相偏估计方法，例如二通（two-pass） 算法、二阶变化（two-stage-conjugate）算法和最小距离（minimum distance）估 计器39。这些估计算法相对较复杂，但是这些算法的性能比一阶算法（如 ha 和 pl）要好的多，并且非常渐近克拉美罗下限（crlb）39。但是文献 39中的 这些合并的算法（或者叫做二阶算法）存在很多的缺点，比如算法只适用于小的 星座图信号、估计效率低、在实际应用中的计算复杂度太高等。 载波相位的快速获取在采用 qam 调制方式的高速通信系统中是一个重要的 问题。尤其是在大的 qam 星座图中的盲相位获取是一个挑战，它要求很高的多 点传输提高带宽的利用率，并且尽可能少的传输网络监控。由以前的研究可知， 对于大的 qam 星座图，由于星座图的“旋转”以往的载波提取方法往往不能完 成信号点的会聚。因此，开发计算简单的保证信号点会聚并具有良好的统计性能 的盲载波相位估计器是非常必要的60。 近年来，文献49, 50,51 72,73中提出了一系列的盲载波相位估计器。此 后，为了衡量这些估计器的性能，60完成了一系列估计算法样本（近似）的性 能能分析，并且与修正克拉美罗限比较。说明了49,50,51,72,73中提出的 这一系列估计器