基于Laurent分解的多指数CPM低复杂度序列检测算法

针对现有的多指数连续相位调制(CPM)信号解调中存在的运算量大,工程实现难度高等问题,本文提出了一种基于Laurent分解的低复杂度序列检测算法。该算法采用两个近似处理过程来有效减少解调中所使用的匹配滤波器的个数以及维特比译码器中所使用的网格状态数,并结合基于判决反馈的减少状态序列检测(RSSD)算法进一步减少后端处理中使用的网格状态。为了估计本文提出的接收机的性能,把该算法应用到一个实际中使用的多指数调制方案。仿真结果给出了与传统的最大似然序列检测(MLSD)相比,该调制方案中译码器的网格状态数从32个减少到4个,匹配滤波器的数目从8个减少到2个,然而仅仅带来0.9dB的性能损失。表明该算法能有效的降低多指数CPM接收机的复杂度,适合于实际应用。

基于Laurent分解的星载AIS解调算法

为了适应星载AIS(船舶自动识别系统)条件,提出了一种基于Laurent分解的单通道星载AIS信号解调算法。AIS信号可通过Laurent原理分解成若干调幅脉冲信号,该算法用其中能量最大的2个调幅脉冲信号在接收前端作近似匹配滤波处理,然后采用维特比译码算法对信息码元进行还原。结合实际工程应用,对该算法在低信噪比和混叠信号2种条件下分别进行仿真。仿真结果表明,该算法在2种情况下正确解包率均显著优于传统算法。

基于Laurent分解Multi-h CPM低复杂度解调方法

多指数连续相位调制(Multi-h CPM)因具有相位连续、包络恒定、高带宽及频率利用率等优点而备受关注,但其解调需要大量的匹配滤波器和网格状态,限制了其在工程实际中的应用;通过对Multi-h CPM信号进行Laurent分解近似处理方法来有效减少解调中所使用的匹配滤波器个数以及维特比译码过程中的网格状态数,从而降低其解调复杂度;与最大似然序列检测方法相比,采用Laurent分解可以大大减少匹配滤波器个数和网格状态数;仿真结果表明:在性能损失很少的情况下解调复杂度明显降低。

基于Laurent分解的GMSK定时同步环路

定时同步是数字调制信号接收不可或缺的环节。对于GMSK信号定时同步,现有算法多为数据辅助或前馈类算法。从GMSK信号的Laurent分解出发,结合Gardner定时同步环路,提出了一种基于Laurent分解的GMSK信号定时同步环路。该环路采用2 bit差分来提取定时误差,用于控制内插时刻,环路简单,运算量小,易于工程实现。仿真结果表明,即使对于小BT值GMSK信号,该方法依然可以有效提取定时误差,且具有较强的抗噪声性能。

STTC-CPM系统中基于Laurent分解的简化检测算法

基于空时网格编码的CPM(Space-Time Trellis Coding CPM,STTC-CPM)技术在提高系统性能的同时增加了接收机的复杂度,而使用Laurent算法的CPM技术能够简化接收机的结构。将这两种技术相结合,给出了STTC-CPM系统中基于Laurent分解的一种简化检测算法。分析和仿真表明,该算法与最优的最大似然序列检测相比,性能非常接近且能有效地简化运算复杂度。

基于Laurent分解的Multi-h CPM简化接收机研究

在最大似然接收机的基础上,提出了一种基于Laurent分解的Multi-h CPM简化接收机。详细介绍了多进制Multi-h CPM信号的Laurent分解原理,对分解后的脉冲进行信号重构,验证Multi-h CPM信号Laurent分解的正确性。通过PAM脉冲截断和平均两步处理,大大减小了接收机所需匹配滤波器的数目和网格状态。最后对ARTM TierⅡ信号进行仿真验证,结果表明:该接收机所需的匹配滤波器和网格状态数目分别为最大似然接收机的3/128和1/4,在10-5误码率下的性能损失仅为0. 2 d B。

SOQPSK-TG基于Laurent分解的非数据辅助位定时估计

针对当前SOQPSK-TG信号定时同步算法复杂这一问题,文章提出了一种面向判决的非数据辅助位定时估计方法。该算法基于SOQPSK信号的Laurent分解,用Viterbi最大度量值进行定时误差检测,不需要对似然函数求导,算法简单,且便于硬件实现。在加性高斯白噪声信道下进行了仿真,仿真结果表明:该算法适用于SOQPSK-TG信号,定时估计接近理想曲线。

基于符号频域均衡的CPM迭代检测算法

该文研究了部分响应连续相位调制(CPM)信号的频域均衡技术,设计了一种新的发射信号帧结构,并在此基础上提出了一种低复杂度的CPM迭代检测算法,分析了该迭代检测算法的复杂度和误码性能。理论分析和仿真结果表明,在多径衰落信道下,该算法比已有的CPM双迭代频域均衡算法具有更低的复杂度和更好的性能。

SOQPSK信号的定时相位联合估计算法

针对SOQPSK信号同步难度高、算法复杂的问题,提出了一种面向判决的定时相位联合估计算法.该算法基于SOQPSK信号的Laurent分解形式,先运用最大似然序列检测得到判决数据,然后将定时和载波相位的联合似然函数简化,得到定时似然函数,再用并行搜索法恢复出定时信息,最后利用定时信息估计出载波相位信息.通过分析SOQPSK信号的2种常见形式全响应SOQPSK-MIL和部分响应SOQPSK-TG,提出了一种联合定时和相位估计算法的低复杂度实现方案.在加性高斯白噪声信道下进行了仿真.结果表明:该算法同时适用于SOQPSK-MIL和SOQPSK-TG信号,定时估计逼近理想曲线.存在定时偏差时,载波相位标准差在10-3～10-4数量级;定时偏差为0时,载波相位估计逼近理想曲线.载波相位偏差不影响定时恢复性能.

CCSDS航天测控信号的简化非相干检测算法

针对航天测控系统中CCSDS推荐的连续相位调制(Continuous phase modulation,CPM)信号载波相位难以恢复的问题,文中提出了一种简化非相干检测算法。首先依据最大似然比准则,推导出信号的最优非相干检测算法,然后将基于Laurent分解的CPM信号的线性模型引入,简化非相干接收机结构。同时考虑到信号相位间的连续性,每次分支度量通过处理多个符号时间的接收信号来提高检测性能。简化的接收机由几个前端滤波器和紧随其后的维特比运算部件构成,文中最后给出了L=4的高斯最小频移键控(Guassian minimum shift keying,GMSK)信号的接收性能,结果表明在误码率同为1×10-4的条件下,观察窗口为8个码元长度时,简化非相干检测比起最优相干检测算法只有1.2 dB的性能损失。

具有连续相位的8PSK调制

连续相位的QPSK信号具有恒定包络,这解决了传统QPSK信号由于相位跳变带来的包络起伏问题,但其频带利用率没有8PSK高,为提高频带利用率,提出了连续相位8PSK(CP8PSK)调制。本文首先将8PSK表示为连续相位调制(CPM)的形式,然后利用差分编码来表征一个符号周期的相位变化,再使用频率脉冲对其相位进行脉冲整形,得到连续相位,最终得到CP8PSK。为了降低系统的整体复杂度,本文还对CP8PSK进行了Laurent分解。根据理论分析CP8PSK信号应当具有恒定包络,而且比连续相位的QPSK调制要有更高的带宽效率和更平滑的频谱,通过MATLAB进行仿真之后,得到的CP8PSK具有恒定包络,且带宽效率在同等情况下要高于整形的交错QPSK(SOQPSK)和8PSK,频谱也更加平滑,抗误码性能与理想8PSK相比损失也不大。

任意信息速率的GMSK信号调制解调方法

高斯滤波最小频移键控(Gaussian Filtered Minimum Shift Keying,GMSK)具有较好的旁瓣衰减性能和恒包络特性,适用于航天通信领域,其通信信息速率可以任意设置无疑能够拓宽其应用范围。但因为GMSK调制采用的高斯滤波器的特性与信号的3 dB带宽、符号的持续时间有关,所以信息速率的任意性增加了GMSK调制与解调的复杂性。在利用Laurent分解法分析任意信息速率下GMSK信号调制、解调原理的基础上,提出了基于Cordic算法与查表法相结合的调制方法,以及基于改进的分组式Viterbi算法的解调方法。通过Matlab对提出的方法进行了仿真验证并利用FPGA硬件平台实现该算法,最后使用误码仪测试了信号的传输特性。实验结果表明,该方法可以实现任意信息速率的GMSK调制与解调,具有一定的工程应用价值。

基于最大累计度量的低复杂度多指数CPM信号解调

针对多指数连续相位调制(Multi-h CPM)信号解调的高复杂度问题,提出基于最大累计度量和脉冲幅度调制(PAM)分解相结合的低复杂度多指数CPM信号解调方法。该方法利用最大累计度量检测方法减少网格状态数,并通过PAM分解,降低接收端匹配滤波器的数量,进而降低接收端的总体解调复杂度。仿真验证结果表明,与传统的极大似然序列检测(MLSD)相比,该算法以较小的性能损失为代价,网格状态数量从32个减少到8个,匹配滤波器数量从8个降低到3个,有效降低了Multi-h CPM信号接收端的计算复杂度。

一种降低连续相位调制检测复杂度的方法

连续相位调制的最佳检测方法为最大似然序列检测,传统的实现方法复杂度随着h的减小、L和M的增大而大幅度增加.该文给出了一种降低连续相位调制检测复杂度的方法,将Laurent次优检测与M算法相结合,从匹配滤波器的个数和状态网格图的状态数两方面简化系统,计算机仿真结果表明,在误比特率性能十分接近传统方法的情况下,CPM的检测复杂度得到了明显的降低.

低复杂度的CPM信号联合定时和序列检测算法

针对多进制部分响应连续相位调制(CPM)信号定时同步和序列检测算法复杂度过高的问题,提出一种基于判决反馈的低复杂度算法。在传统的判决反馈结构基础上,该算法首先利用Laurent分解,简化了匹配滤波器组和定时误差检测器,然后引入RSSD算法,简化了序列检测中的状态网格,最终实现了多进制部分响应CPM信号定时同步和序列检测的联合优化。针对DVB-RCS2标准规定的CPM信号,仿真实验证明该算法与传统方法相比,能在性能损失较小的情况下大大降低接收复杂度,并能够在更大的定时偏差下准确获取定时参数。

一种改进的GMSK信号差分检测算法

在Laurent分解的基础上,提出了一种改进的差分检测算法,算法在传统差分检测算法基础上增加Laurent匹配滤波及白化滤波,消除了其它分解子波形对算法性能的影响。仿真结果表明,误码率为时,文中提出的算法与传统差分检测算法相比有近0.5 d B的信噪比增益,算法复杂度没有明显增加。

SOQPSK信号位定时与载波联合估计算法

针对在极低信噪比、大多普勒频偏环境,研究了SOQPSK信号的位定时、载波频率和相位联合估计算法。该算法运用了Laurent分解原理以减少匹配滤波器个数,位同步信息的提取与接收译码均可共用前端的匹配滤波器,进一步降低接收端复杂度。同时,该算法的同步信息的提取方法也是低复杂度的。计算机仿真结果表明,该算法能够在低信噪比、大频偏条件下,以较低的低复杂度实现同步信息提取,且同步性能良好。

一种LST-CPM系统的简化接收机

联合空时分层码,提出了一种CPM信号Laurent分解和最小均方误差检测相结合的低复杂度接收机,在降低运算量的同时,保证了低信噪比情况下接近于最大似然ML、最优检测器的接收机性能。理论推导和仿真结果均验证了该算法的有效性。

一种改进的GMSK相干解调方法

利用Laurent分解方法可以将GMSK(Gaussian Filtered Minimum Shift Keying)信号表示成一系列脉冲幅度调制(Pulse Amplitude Modulation,PAM)信号之和的特性,对基于Laurent分解的GMSK信号次优化相干检测技术进行改进,多加入了一个PAM波形,调整了维特比检测分支度量的计算方法,并在不同相位关联长度下仿真分析了GMSK信号最优化、次优化和改进相干检测算法的误码率性能及实现复杂度。结果表明,与次优化检测算法相比,所提算法在不明显增加解调模块复杂度的情况下提高了解调误码性能。

低复杂度GMSK线性接收机的设计与实现

通过基于GMSK信号的Laurent分解,提出了一种低复杂度GMSK线性接收算法,利用卫星GMSK信号的主要信号能量成分的表达式可等效为经过成型滤波的正交调制信号,设计出了低复杂度GMSK线性接收机,并对所提出的接收机进行了性能损失的理论分析。基于FPGA芯片对提出的接收机进行了硬件实现,实测结果表明,接收机的误码率性能相对于理论误码率性能的损失小于1 d B,所提出的接收机已应用于我国的探月工程任务中。