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随着遥测领域中航天飞行器、运载火箭等执行的任务越来越复杂,使得无线通信中频谱资源有限和信道带宽限制的问题越来越严重,传统的调制方式已经略显不足。多调制指数连续相位调制(Multi-h Continuous Phase Modulation,Multi-h CPM)具有频谱效率高、恒包络和带外衰减快等优良特性,使其成为新一代遥测体制的研究对象。但是,较高的解调复杂度限制了Multi-h CPM信号的广泛应用,因此研究Multi-h CPM信号的低复杂度解调算法具有重要的意义。论文围绕Multi-h CPM信号的调制和低复杂度解调算法进行研究,主要内容如下:
①针对降低Multi-h CPM信号解调复杂度的需求,提出了一种Laurent-FPT-RSSD的联合解调算法。该联合解调算法将Laurent分解、频率脉冲截断(Frequency Pulse Truncation,FPT)和基于判决反馈的减状态序列检测算法进行联合,利用Laurent分解和FPT算法减少匹配滤波器的个数,利用判决反馈的减状态序列检测算法与FPT算法简化网格状态,对前端匹配滤波器和后端网格状态均进行简化。仿真分析结果表明,在误码率为10?4时,所提算法的复杂度降低为MLSD算法的1/16,而性能与MLSD算法相比仅仅下降了约0.7dB。
②针对飞行器遥测系统的通用化需要,设计了一种调制进制和符号速率可变的Multi-h CPM通用调制器。该调制器将计算量较大的相位脉冲存储到ROM表,同时相关相位和累积相位采用实时计算实现,该调制器的相关相位和累积相位计算与调制进制和速率无关,具有较好的通用性。逻辑功能仿真和时序测试结果表明,调制器的输出波形、频谱和理论分析一致,验证了所设计的调制器是正确的。
③设计了基于Laurent分解的次优解与频率脉冲截断相结合的低复杂度解调器,并在FPGA硬件平台上实现。该解调器主要包括基于三级流水线的匹配滤波器模块、全并行实现累积分支度量计算模块和基于移位寄存器的Viterbi回溯译码模块。逻辑功能仿真和时序测试结果表明,解调器的解调性能接近仿真结果,验证了所设计的解调器是正确的。
①针对降低Multi-h CPM信号解调复杂度的需求,提出了一种Laurent-FPT-RSSD的联合解调算法。该联合解调算法将Laurent分解、频率脉冲截断(Frequency Pulse Truncation,FPT)和基于判决反馈的减状态序列检测算法进行联合,利用Laurent分解和FPT算法减少匹配滤波器的个数,利用判决反馈的减状态序列检测算法与FPT算法简化网格状态,对前端匹配滤波器和后端网格状态均进行简化。仿真分析结果表明,在误码率为10?4时,所提算法的复杂度降低为MLSD算法的1/16,而性能与MLSD算法相比仅仅下降了约0.7dB。
②针对飞行器遥测系统的通用化需要,设计了一种调制进制和符号速率可变的Multi-h CPM通用调制器。该调制器将计算量较大的相位脉冲存储到ROM表,同时相关相位和累积相位采用实时计算实现,该调制器的相关相位和累积相位计算与调制进制和速率无关,具有较好的通用性。逻辑功能仿真和时序测试结果表明,调制器的输出波形、频谱和理论分析一致,验证了所设计的调制器是正确的。
③设计了基于Laurent分解的次优解与频率脉冲截断相结合的低复杂度解调器,并在FPGA硬件平台上实现。该解调器主要包括基于三级流水线的匹配滤波器模块、全并行实现累积分支度量计算模块和基于移位寄存器的Viterbi回溯译码模块。逻辑功能仿真和时序测试结果表明,解调器的解调性能接近仿真结果,验证了所设计的解调器是正确的。