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远距离通信中恒包络信号检测技术的研究与实现

作　者: 孙琛
导　师: 牛凯
学　校: 北京邮电大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 连续相位调制 CPM分解最大似然序列检测序列译码检测缩减复杂度
分类号: TN911.23
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 42次
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内容摘要

恒包络信号调制技术由于其包络恒定和频谱利用率高等特点,而广泛应用于深空通信和遥感遥测等场景,其中连续相位调制(Contin uous Phase Modulation, CPM)是很重要的一种恒包络信号技术。本文研究了CPM的最大似然序列检测(Maximum-likelihood sequence detection, MLSD)和序列译码检测,并提出了一种复杂度缩减的虚了译码检测算法,有效地降低了CPM检测的复杂度。本文首先详细推导了CPM的几种等效分解方法,分为非线性分解和线性分解两类。结合这些分解形式,研究了CPM信号的MLSD,并且对比和分析了这些分解形式在简化检测算法的复杂度方面的优劣。其次,针对CPM信号MLSD的复杂度随记忆长度呈指数增加的问题,本文利用序列译码算法对CPM信号做次优检测。在研究和对比了几种常见的序列译码算法的复杂度和算法性能之后,本文推导了序列译码中用于CPM信号的费诺度量。在研究过程中,发现采用Green分解形式的CPM信号的转移分支波形存在信号波形互补规律,本文详细推导和总结了这一规律。并且利用这种波形特点,提出了一种复杂度缩减的CPM信号序列译码检测算法。改进后的算法可以有效降低序列译码检测的计算量。最后,通过仿真对比和分析了CPM信号的各种检测算法的性能,包括MLSD、序列译码检测和改进后的序列译码检测。结果显示,改进后的序列译码检测可以有效降低CPM的检测复杂度。本文提出的这种改进的CPM序列译码检测在不会带来明显的性能恶化前提下,可以有效降低CPM检测算法的复杂度,并且使得多进制、较长记忆长度CPM的应用成为可能。这一结果对深空通信中恒包络信号的研究和实现具有一定的参考价值。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章引言  9-16
  1.1 深空通信中的恒包络信号概述  9-10
  1.2 CPM技术的研究历程与现状  10-12
  1.3 本文主要研究工作与内容安排  12-14
  1.4 本章小结  14-16
第二章 CPM信号的等效分解与传统检测算法  16-36
  2.1 CPM信号的等效分解  16-29
    2.1.1 Rimoldi分解  16-20
    2.1.2 线性分解  20-29
  2.2 CPM的最大似然序列检测  29-35
    2.2.1 基于Rimoldi分解的最大似然序列检测  31-32
    2.2.2 基于线性分解的最大似然序列检测  32-34
    2.2.3 利用PAM分解的简化检测算法  34-35
  2.3 本章小结  35-36
第三章 CPM信号的序列译码检测  36-55
  3.1 序列译码算法  37-45
    3.1.1 堆栈算法  38-39
    3.1.2 桶式堆栈算法  39-42
    3.1.3 费诺算法  42-43
    3.1.4 序列译码算法的性能特点  43-45
  3.2 CPM信号的费诺度量  45-47
  3.3 CPM信号的序列译码检测  47-54
  3.4 本章小结  54-55
第四章 CPM信号检测算法性能分析  55-67
  4.1 CPM信号的MLSD性能分析  55-61
    4.1.1 CPM参数的对算法性能的影响  55-57
    4.1.2 基于等效分解的MLSD性能分析  57-58
    4.1.3 利用线性分解简化复杂度的MLSD  58-61
  4.2 CPM信号的序列译码检测性能分析  61-62
  4.3 改进的CPM信号的序列译码检测  62-65
  4.4 本章小结  65-67
第五章论文总结  67-69
  5.1 本文的总结  67-68
  5.2 展望  68-69
参考文献  69-72
致谢  72-73
攻读学位期间发表的学术论文目录  73

远距离通信中恒包络信号检测技术的研究与实现

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