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《哈尔滨工业大学》 2012年
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Multi-h CPM信号低复杂度算法研究

刘杰  
【摘要】:连续相位调制(Continuous Phase Modulation, CPM)技术具有很高的带宽利用率和信道利用率,在通信、遥测等高速数据传输系统方面有着广阔的应用前景,目前NASA和美国先进靶场遥测组织已经选择多指数(Multi-h)CPM体制取代过时的PCM/FM体制。然而解调算法的高复杂度严重制约了CPM技术在工程方面的应用,且一般的单指数CPM低复杂度解调算法并不适用于多指数形式。本文就多指数CPM的低复杂度算法展开研究,提出了一种算法改进方案。 首先,本文对现有的CPM调制和解调算法进行研究并对它们的优缺点进行了比较,根据多指数条件下的各算法性能选择了PAM分解和SSP-RSSD两种算法。从信号带宽的功率谱密度入手对信号参数改变对带宽造成的影响进行了分析,结合信号仿真实验获取CPM信号的最佳参数。对常用的最大似然序列检测(Maximum likelihood sequence detection,MLSD)算法进行了研究。 其次,本文针对降低CPM算法的复杂度这一目的使用PAM分解算法减少匹配滤波器数量,采用SSP-RSSD算法降低信号网络相位状态。在PAM分解的基础上应用最优检测算法和次优检测算法推导其误码率公式并对其性能进行仿真。根据仿真结果,相同条件下次优检测算法相对MLSD算法可大幅降低接收机复杂度且性能损失很小。在倾斜相位表示法的基础上对SSP-RSSD算法进行性能分析和仿真,结果表明该算法可降低相位状态数量。 最后,将PAM分解算法推广至多指数形式获得新的低复杂度算法,并对该算法进行分析,推导误码率公式并进行蒙特卡洛仿真实验,给出了仿真结果,并针对结果进行了性能分析。结果证明该改进算法能够以较小的性能损失大幅降低复杂度并将计算量降低一个数量级。之后提出了一种联合算法设想,在前端处理中使用基于多指数信号的PAM分解算法,在后端处理中将SSP-RSSD算法推广至多指数形式以进一步降低算法的复杂度。理论分析和仿真结果表明该算法可同时减少匹配滤波器数量和状态数量,最大限度的降低复杂度。 综上,本文对降低多指数CPM解调的复杂度的方法进行了分析,并提出了有效的改进算法,从而大幅简化了接收机的复杂度。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TN911.3

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