【摘 要】
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连续相位调制(CPM)信号具有包络恒定和相位连续的特性,因而较传统的调制方式(比如相移键控PSK、正交振幅调制QAM)具有较高的功率利用率和频谱利用率,所以在高速移动通信、遥
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连续相位调制(CPM)信号具有包络恒定和相位连续的特性,因而较传统的调制方式(比如相移键控PSK、正交振幅调制QAM)具有较高的功率利用率和频谱利用率,所以在高速移动通信、遥感测控和卫星通信等功率和带宽均受限的无线通信中得到了较为广泛的应用。另外,CPM有递归和非递归两种分解模型。其中,非递归CPM在解调性能上要优于递归CPM。因此,本文主要研究非递归CPM技术及其FPGA实现。本文首先介绍了CPM的基本原理,研究了CPM的分解模型和解调算法,推导了递归CPM向非递归CPM的转换矩阵,仿真了递归CPM和非递归CPM分别采用相干解调算法和非相干解调算法的解调性能。其次,在设计的数据帧格式下,研究了基于LDPC码的非递归CPM(LDPC-NRCPM)级联系统在非完备信道下的频偏估计和信道均衡技术。研究了在AWGN信道下该级联系统中非递归CPM调制分别采用相干解调算法和非相干解调算法的误码性能,并与递归CPM调制进行了比较。在这两种解调算法下,非递归CPM要比递归CPM有将近3dB的性能增益。接着,研究了频偏对该级联系统的影响。与采用非相干解调算法的非递归CPM级联系统相比,采用相干解调算法的级联系统对频偏更加敏感。然后提出了一种基于ML准则的频偏估计算法。对大频偏情况下的非相干解调算法进行了频偏补偿。最后研究了多径衰落及其均衡技术(MMSE)对该级联系统的误码性能影响。多径衰落对该级联系统的误码性能影响较大,而采用MMSE均衡算法的级联系统的误码性能得到了一定的改善。最后对非递归CPM的调制器和解调器分别进行了FPGA的设计与实现,详细介绍了各主要模块的设计结构。利用非递归CPM的特性,所设计的调制器具有实现简单和硬件资源消耗较少的特点;基于本文设计的数据帧格式,非递归CPM解调器具有解调时延较小和硬件资源消耗较少的特点。
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