天基测控通信系统中CPM信号低复杂度解调及同步技术研究

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连续相位调制（CPM）是一种高功率和带宽利用率的先进调制方式，与网格编码调制（TCM）相类似，发射信号中引入的记忆效应可以提高功率利用率，而不同符号之间的平滑效应可以提高带宽利用率。除此之外，CPM信号恒包络的特点还可以进一步提高非线性功率放大器的效率。CPM信号的诸多优良特性使得其非常适合发射功率和信道带宽都受限的天基测控系统。随着天基测控技术的快速发展，各种CPM信号不断被引入各类标准，然而解调复杂度高、同步获取难等问题却一直制约其得到广泛应用。
　　本文对天基测控系统中CPM信号低复杂度的传输技术进行了深入研究，主要研究内容包括分析不同场景下最佳CPM信号设计，低复杂度解调和同步技术三方面内容。取得的主要研究成果如下：
　　1．总结了CPM信号在各类测控标准及数据链中的应用现状；归纳了CPM信号低复杂度解调和同步技术的研究现状，分析了各类算法的优势和缺陷，为后续分析打下了基础。
　　2．研究了CPM信号的常见数学表示方式，分析了不同参数对CPM信号带宽和功率效率的影响；对比了CPM信号和常规线性调制信号在卫星非线性信道的差异，得出了CPM信号在天基测控通信中具有突出的优势和巨大的应用潜力。
　　3．通过分析和仿真得出了高速测控通信链路场景下最佳 CPM信号体制；根据SOQPSK-A信号特点，在有无信道编码的情况下分别提出、改进了几种低复杂度解调算法，相比传统算法在保证解调性能的同时显著降低了实现复杂度。
　　4．通过改进有记忆信道容量的计算方法，得出了多址测控通信场景下信道容量的计算方法；利用简化因子图的方法，提出了一种低复杂度的干扰抑制检测算法，该算法在有限性能损失的情况下可以极大降低实现复杂度；通过非线性相位恢复的方法，利用单脉冲检测器，设计了一种低复杂度的解调器，很好的规避了多址测控场景下临道干扰的问题。
　　5．针对高速测控和多址测控场景，分别提出了基于反馈环路的同步算法和基于导频的同步方法，并分别给出了两种同步方法的性能仿真结果。

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作者
郄志鹏;
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作者单位

国防科学技术大学;

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授予单位国防科学技术大学;
学科信息与通信工程
授予学位博士
导师姓名朱江;
年度 2016
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类信道编码理论;
关键词
连续相位调制; 信道编码; 天基测控通信系统; 低复杂度解调; 同步技术;
入库时间 2022-08-17 10:46:52

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