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近年来,随着卫星通信、高速列车通信等业务需求不断扩大,对高动态环境下可靠通信的研究越来越迫切。高动态环境中由于收发端存在较大相对运动,导致接收端收到的信号中存在较大的多普勒频移,这将使得接收端很难正确的恢复信号,直接影响了系统的性能,因此在大多普勒频移环境中实现可靠通信的研究意义重大。目前,虽然已有文献提出通过锁相环等方式来追踪载波频率,但在高动态环境下,常常会由于多普勒频移太大而导致载波频率超出锁相环的捕获范围,并不能进行准确的频率估计和追踪,所以本文重点研究对抗多普勒频移的调制解调技术。文章首先介绍了移动无线信道的多普勒效应,并分析了多普勒频移对相位键控信号的影响,接着对常见的对抗多普勒频移的调制解调技术研究归纳,并通过仿真对这些技术进行分析比较。最后,深入研究了 基于单差分调制解调(Differential Phase-Shift Keying,DPSK)和双差分调制解调(Double-Differential Phase-ShiftKeying,DDPSK)这两类对抗多普勒频移的技术,主要研究内容及创新点如下:传统的基于单差分信号的多符号检测(Multiple-Symbol Differential Detection,MSDD)算法虽然在一定程度上提高了差分检测的误码性能,但却在大多普勒频移环境下性能迅速衰减,针对此问题,本文提出了面向一阶差分调制信号的导频辅助的序列检测(Pilot-Assisted Sequence Detection,PASD)算法。该算法将频率偏移纳入考虑进行多个符号的最大似然检测,并通过在每帧数据前加入导频符号来估计系统中引入的频率频移,进而使得当系统中存在多普勒频移时,误码性能几乎不受到影响。仿真结果表明,该算法能够对抗较大的多普勒频移,与传统的基于单差分信号的多符号检测相比,误码性能有明显的提升,而开销只是不到0.5%的导频序列。虽然双差分相位键控调制几乎不受多普勒频移影响且可以通过多符号检测来提高误码性能,但由于多符号检测过高的计算复杂度而限制了实际中的使用,针对此问题,本文提出了一种面向多符号检测的低复杂度差分递归检测(Reduced-complexity differential recursive detection,RC-DRD)算法,一方面,该算法利用接收到的N个连续的信号及已经检测出的前N-1个符号共同迭代检测当前符号,解决了多符号检测的重复检测的问题,从而大大的降低了多符号检测的计算复杂度。另一方面,该算法通过将每N-1个连续检测的符号与对应符号间隔的传统双差分解调结果进行比较,避免了连错,提高了系统的误码性能。仿真表明,本文提出的RC-DRD算法几乎不受多普勒频移的影响,与传统的基于双差分调制的多符号检测相比,在明显降低计算复杂度的同时,误码性能得到显著提升。最后,文章末尾对全文工作进行了总结,并对未来的研究工作提出了展望。