一种随机极性MCP-EBPSK调制解调器

为改善随机极性的连续相应的扩展二元相移键控(CP-EBPSK)调制信号的频谱结构,该文提出一种带功率谱形状调节系数的随机极性修正CP-EBPSK(Modified CP-EBPSK,MCP-EBPSK)调制解调器。阐述了随机极性MCP-EBPSK调制的基本原理,给出了无随机极性的MCP-EBPSK调制理论功率谱表达式。同时,设计了合适的数字冲击滤波器用于解调,给出了无编码的随机极性MCP-EBPSK通信系统框图,分析和验证了该类调制信号的功率谱特性和解调性能,并对多径信道上的解调性能进行了仿真。仿真结果表明:新的调制方式通过对功率谱形状的调节,不仅频谱利用率更高,解调性能也更好;现阶段,该系统不适合在无线信道传输,有望在有线信道上率先获得应用。

EBPSK及其优化调制信号的二阶循环平稳特性分析

在分析扩展二元相位键控调制(Extended BPSK调制,以下简称EBPSK调制)及其优化调制信号模型的基础上,证明其具有循环平稳特性。进而建立了EB-PSK及其优化调制信号的二阶循环平稳模型,推导了相应的理论计算公式,并通过仿真详细分析了调制参数对其循环平稳特性的影响。理论及仿真表明,循环平稳特性分析不仅为EBPSK及其优化调制信号的信息传输和接收提供了参考,而且为该类调制信号提供了一种新的通信信号处理方案。

EBPSK调制波的正交性及功率谱分析

波形正交性与功率分布特性直接关系到信号的解调与带宽.通过导出EBPSK调制相关解析式和功率谱表达式,并进行计算机仿真,给出EBPSK正交解与功率谱分布,得到占空比为1,相移π/2的正交功率谱最优解,指导EBPSK波形参数选择.符号相关性大,功率分布集中,但解调性能差;符号相关性小,解调性能好,但功率分布扩散.最优正交EBPSK波形的功率谱,减少了线谱分量,功率分布集中,频谱得到压缩,带宽效率得到改善;同时,符号正交,解调相对容易,符号的正交性和带宽的高效率得到较好的折衷.

RS编码的EBPSK调制解调器性能仿真

EBPSK是一类不对称的二元相移键控调制技术,即在码元周期T内的键控调制时段τ<T,对其引入信道编码后的系统性能尚未揭示。首次在EBPSK系统中引入RS信道编码以及分组交织、卷积交织等技术,考察了RS编码的EBPSK在AWGN信道及Rayleigh衰落信道下的传输性能。此外,为满足短数据突发通信场合,还考虑了RS码的短码优选问题。至此一个基于Matlab/Simulink的带有纠错编译码及交织技术的EBPSK-MODEM的软件仿真系统基本搭建完毕,为进一步的深入研究、硬件实现和实际应用奠定了基础。

随机极性MCP-EBPSK传输性能

为提高随机极性的修正连续相位扩展二元相移键控(MCP-EBPSK)调制信号的传输性能,对比了AWGN信道上自适应门限判决、BP神经网络和支持向量机(SVM)判决3种解调方式的解调性能,并引入了RS码和规则LDPC码来进行改善.根据随机极性MCP-EBPSK调制原理和数字冲击滤波器特殊滤波机理,设计了基于自适应门限判决、BP神经网络和SVM的解调器.同时,在这3种解调方式性能均不佳时,对RS码和规则LDPC编码的随机极性MCP-EBPSK传输性能进行了仿真.仿真结果表明:在AWGN信道上,自适应门限判决、BP神经网络和SVM三种解调方式的解调性能相差不大;当采用自适应门限判决且误码率为10-4时,RS码和规则LDPC码的编码增益分别约为4 dB和7 dB.因此,引入信道编码可显著改善随机极性MCP-EBPSK的传输性能.

用于多路MCP-EBPSK信号解调的冲击滤波器组设计

修正的随机极性连续相位扩展的二元相移键控调制(MCP-EBPSK)通过随机化调制指数的符号,并加入功率谱调节系数,进一步降低了连续相位扩展的二元相移键控(CP-EBPSK)调制信号功率谱中的线谱分量,使得功率谱占用带宽更窄,信息传输更加的高效高速。多载波作为高频谱利用率的复用调制方式,与MCP-EBPSK结合势必会带来更高的系统性能,因此本文对用于解调单路MCP-EBPSK信号的冲击滤波器进行初步改进,通过添加陷波零点来抑制旁路干扰,设计出带陷波的冲击滤波器组。引入量子粒子群优化算法对加入陷波的冲击滤波器组进行优化得到滤波器组系数,仿真显示即使时频混叠的子载波间不满足正交关系,利用各冲击滤波器中心频率处极陡峭的陷波选频特性依然可以实现各子载波的正确解调。因此,设计的冲击滤波器组可以用于子载波无保护间隔的多路MCP-EBPSK信号解调。

EBPSK调制脉冲数据帧串信号的平均模糊函数

基于EBPSK(Extended binary phase shift keying)调制雷达通信机可输出高精度大量程的雷达测距值。同时利用EBPSK调制脉冲数据帧串信号和冲击滤波辅助解调的特殊优势进行高频谱利用率的数字通信。研究针对EBPSK调制脉冲数据帧串信号的特点,根据cooper给出的随机信号平均模糊函数的基本定义,详细推导了该信号的平均模糊函数,并通过实验仿真了平均模糊函数图。结论表明,随机EBPSK调制脉冲数据帧串雷达信号与随机二相码脉冲雷达信号的距离模糊函数类似,即在距离轴上无模糊,而其速度模糊函数则由随机EBPSK调制数据和周期的相参脉冲串共同决定,即在速度轴上呈"梳状"模糊图,其模糊瓣取决于周期脉冲串。

一种多元位置随机极性连续相位调制解调器

为改善随机极性的连续相位扩展二元相移键控(CP-EBPSK)调制信号的频谱结构,提出了一种带功率谱形状调节系数的多元位置随机极性的修正连续相位扩展二元相移键控(MCP-EBPSK)调制解调方式。阐述了多元位置随机极性MCP-EBPSK调制原理和基于数字冲击滤波器多路判决的解调器模型,对比和分析了随机极性CP-EBPSK调制、多进制的随机极性CP-EBPSK调制和新调制方式的功率谱、-60dB带宽、频谱利用率和解调性能。仿真结果表明:新的调制方式不但能使频谱利用率成倍提高,而且可以通过选择合适的功率谱形状调节系数来获得更好的解调性能。

扩展的二元相移键控调制参数性能比较

扩展的二元相移键控(EBPSK)是一种十分灵活的调制方式,只改变几个调制参数即可在调制方式、频谱效率、功率效率和码率等方面进行选择,而解调器可以自适应这种改变。分析了相同的传输码率下EBPSK调制中最简单的3种特例,即反相调制、缺周期调制和窄脉冲调制,并对其功率谱、冲击滤波器输出及非编码解调性能进行了仿真比较,仿真结果揭示了3种调制方式在调制信号、功率谱、冲击滤波器输出及解调性能之间的差异。

多元位置3值连续相位调制解调方法

为进一步改善多元位置随机极性改进的连续相位扩展二元相移键控(Modified Extend Binary Phase Shift Keying with Continuous Phase,MCP-EBPSK)调制信号的频谱利用率,充分利用相位调制的位置和极性来携带多进制信息,提出了多元位置的3值MCP-EBPSK调制。阐述了多元位置3值MCP-EBSPK调制原理和基于(Back Propagation,BP)神经网络/支持向量机多分类器的解调器模型,对比和分析了随机极性MCP-EBPSK调制、3值MCP-EBPSK调制,以及多元位置随机极性MCP-EBPSK调制、多元位置3值MCP-EBPSK调制的功率谱、-60dB带宽、频谱利用率和解调性能.仿真结果表明:在保持功率谱结构不变的前提下,新的调制方式不仅提升了码率和频谱利用率,且解调性能更佳.

转换精度有限时EBPSK-MODEM的性能仿真

针对当前频率资源紧缺的现状,提高频谱利用率已成为通信技术研究的重要目标,而EBPSK调制可提高频谱利用率。讨论了如何利用Simulink进行EBPSK-MODEM系统仿真与研究,给出了具体的仿真模型,并利用该模型得到了系统在不同DAC和ADC采样率及量化位数时的解调性能。仿真结果表明,在DAC和ADC的有限数据转换精度对于EBPSK-MODEM解调性能的影响中,采样率要比量化位数明显得多。这对于硬件实现很有参考价值。

扩展二元相移键控调制信号的多路传输

为有效利用信道资源，基于扩展二元相移键控（ExtendedBinaryPhaseShiftKeying，EBPSK）调制和解调的独特性，分析了多载波EBPSK调制的传输体制，推导出各路调制信号间参数约束关系，找出传输信号频谱变化规律，提出两种传输方案并设计相应的解调器，实现了多路EBPSK信号的并行传输；针对线谱分布规律修改调制波形，抑制了调制信号功率谱中的线谱杂散；取不同纽调制参数进行仿真验证，结果表明两种方案的解调性能趋于一致且与载频间隔有关，载频趋近，系统实现复杂度提高，在相同误码率下解调所需信噪比额外支出约1～2dB，但传输速率成倍提高，节省了频率资源，表明了这两种方法的可行性、有效性和利用信道资源的合理性．

基于EBPSK/MPPSK的模拟调幅广播数字化的研究

基于超窄带调制技术的模拟调幅广播数字化方案能够在不改变载波包络传输模拟音频的基础上利用载波相位实现数字信息的传输,具有无需进行频谱调整和新的频率规划实现模拟广播到数字广播平滑过渡的优点。介绍了基于EBPSK/MPPSK调制的模拟调幅广播数字化方案,并从应用的角度及结合仿真结果讨论了此方案在用于AM广播数字化时应考虑的问题。

一种面向EBPSK卫星被动雷达的改进多源PHD算法

为提高对海杂波干扰下空中目标的跟踪性能,讨论了海面-目标二次反射模型,分析了EBPSK调制方式的卫星被动雷达系统特点,在此基础上开展多目标跟踪研究.由于经典的概率假设密度(PHD)滤波不适用于海杂波空间分布不均匀的卫星EBPSK信号多目标跟踪,提出了面向卫星被动雷达系统的多源改进算法.该算法首先对各卫星信息使用经典PHD滤波进行预测和更新,然后在修整步骤进行多卫星信息融合.仿真结果表明:该改进算法能够适应被动卫星EBPSK信号的特性,避免海杂波造成的虚假目标,目标数估计优于经典的PHD滤波算法,具有工程应用前景.

基于相干解调的EBPSK/MPPSK性能的研究

在目前发表的文献中均提到超窄带调制技术是否可信、能否实现的关键就是接收滤波器的设计。国内的研究团队也在近几年提出了一种名为"冲击滤波器"的接收滤波器,能够在提高EBPSK/MPPSK性能的同时简化接收机的复杂度。文中采用传统的相干解调的方法对EBPSK调制信号进行恢复,研究了超窄带调制中不同参数的改变对解调性能的影响,对基于冲击滤波器解调和相干解调等两种解调性能进行了仿真对比,给出了仿真结果。

扩展的二元相移键控调制线谱的时域成分研究

扩展的二元相移键控调制(EBPSK)是一种高效的超窄带调制技术。为进一步研究其调制机理,掌握其功率谱有关构成非常必要。通过对周期信号谱分析、EBPSK基本调制波公共成分的Fourier展开及相关分析,获得了构成该功率谱各线谱的时域成分及其时频域可加性结论,并实现仿真。该工作将为EBPSK及其他超窄带调制技术的深入研究奠定理论基础。

AWGN信道EBPSK系统解调性能分析

为获得加性高斯白噪声(AWGN)信道中EBPSK系统的最佳解调性能,对抽样判决和积分判决下的误比特率公式进行推导.首先,解调器基于特殊的冲击滤波器,推导得出AWGN通过冲击滤波器后服从的分布函数;然后,利用EBPSK调制信号通过该滤波器的全响应公式,推导得到抽样判决条件下调制信号0和1的概率密度函数分别服从广义瑞利分布和改进后的广义瑞利分布,由此得出积分判决条件下调制信号0和1的概率密度函数,并仿真比较了抽样判决和积分判决的误比特率以及理论误比特率公式和仿真误比特率之间的差异.结果表明:推导得出的误比特率公式(抽样判决、积分判决)与仿真结果相差远小于1 dB,且积分判决与抽样判决相比误比特率性能提升大于1 dB.

基于双频EBPSK-MODEM的雷达通信机研究

为了解决双频连续波雷达在测距中的整周期模糊度问题,同时实现雷达通信一体化,该文提出一种基于双载频双路扩展的二元相移键控(EBPSK)调制解调器的综合电子系统,实现了基本的雷达与通信功能,其中一路只发送连续波,与另一路EBPSK调制信号进行比相接收,输出高精度测距信息;用冲激滤波器对另一路EBPSK调制信号进行解调。通过把EBPSK调制信号的相位跳变信息转变为幅度冲激,在连续波背景中再现目标的雷达脉冲回波,该滤波器的输出是大量程测距信息;将两组数据融合后,系统可输出高精度大量程的雷达测距值。同时利用EBPSK调制信号和冲击滤波辅助解调的特殊优势进行高频谱利用率的数字通信。

用于EBPSK系统的多径信道小波变换线性均衡器

为解决EBPSK信号使用经典均衡算法消除多径信道码间干扰时,自适应迭代的收敛速度较慢的问题,针对EBPSK系统运用基于小波变换的线性均衡器,将输入信号从时域变换到小波域后进行最小均方(LMS)线性均衡,同时根据不同信噪比仿真比较Haar小波、db6小波、sym6小波等经典小波的线性均衡器均衡效果.仿真结果表明:经过小波变换后输入信号的自相关矩阵的最大特征值与最小特征值之比较大,因此基于小波的线性均衡比经典均衡算法的最小均方误差(MSE)收敛速度明显提高,迭代次数和计算量都有所降低,且均衡器选用不同小波函数在一定程度上会影响误码率,但不明显,其中基于Haar小波比基于sym6小波和db6小波的LMS均衡算法的误码率要低.