部分响应CPM信号解调器的FPGA设计

设计并实现了一种基于FPGA的二进制连续相位调制（CMP）解调器。该解调器针对二进制部分响应调制方式,采用Viterbi译码方法进行解码。文中针对路径度量值随着译码序列增长可能发生溢出的现象,提出了一种新的防止路径度量值溢出方法。最后使用VHDL硬件描述语言将该解调器的设计进行实现,运用Modelsim仿真软件进行了功能仿真,并将仿真结果与MATLAB数据比较分析。该解调器的FPGA设计能够得到正确的解码结果,最终证明了该方法的有效性。     

基于FPGA的Multi-h CPM高速解调系统设计与实现

多指数连续相位调制(Multi-h Continuous Phase Modulation,Multi-h CPM)作为一种高效的调制方式,具有良好的频谱效率和抗干扰能力,在卫星通信领域有着广泛的应用价值。但是Multi-h CPM的解调算法计算复杂度较高,为了实现高速数据传输能力,需要较高的硬件资源开销。因此基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)平台的高并行度数据处理能力,设计了一种Multi-h CPM高速解调系统,采用了软输出维特比算法(Soft Output Viterbi Algorithm,SOVA)实现了Multi-h CPM信号解调,并通过早迟门和升降频门实现了时频同步功能。为了降低算法的计算复杂度,本系统引入了倾斜相位(Tilted Phase,TP)算法和频率脉冲响应截断(Frequency Pulse Truncation,FPT)算法减少了Viterbi过程的网格状态数,降低了系统的资源开销。通过仿真和实际测试,验证了所提出的解调系统的有效性,并表明该系统具有良好的解调性能和系统稳定性。     

无线激光通信系统中DPIM技术研究

为了改善通信的带宽效率、功率需求,以及信道中信号传输的抗干扰性能,对应用于无线激光通信系统中的DPIM(数字脉冲间隔调制)方式进行了研究。通过仿真分析,比较了OOK(开关键控)、PPM(脉冲位置调制)、DPPM(差分脉冲位置调制)以及DPIM方式的功率、带宽、单位传信率和差错性能。根据DPIM的理论分析,设计了一种以FPGA(现场可编程门阵列)为核心的DPIM系统。结果表明,该调制系统性能稳定,可以达到较高的调制速率。     

一种新颖的CPM信号接收技术

以8CPFSK为例对连续相位调制（CPM）信号的同步技术和解调技术进行研究，并提出一种新颖的解调和同步联合的接收方案。该方案利用了“多符号差分检测”和CPM信号特有的相位特性，反馈地修正同步误差。仿真结果表明使用该方案不但能简便准确地同步信号接收。而且能大幅度提高连续相位调制信号的误码性能。     

∑-△调制小数分频器的设计

∑-△调制小数分频器合成器是在数字锁相小数分频频率合成技术的基础上，运用现代数字技术对小数分频频率合成而引入的相位杂散进行有效的处理，克服了用传统方法处理而带来的结构复杂、调试困难及成本较高等诸多难点，从而在军用和民用上都得到了广泛的应用。∑-△调制小数分频器是∑-△调制小数分频合成器的关键电路，文中给出了∑-△调制小数分频器详细的数字电路结构，对其工作原理、系统结构及系统工作模式作了详尽的分析，最后采用ASIC实现了∑-△调制小数分频器。     

基于CPM的部分带干扰抑制技术

提出了一种空时编码慢跳频连续相位调制（CPM）系统用于抗部分带噪声干扰。由于CPM信号的内在记忆性,传统的检测方法复杂度较高,结合Laurent分解和差分预编码方法部分消除了CPM信号的内在记忆性,提出了一种软输入软输出的线性接收机,联合信道译码进行迭代检测,大大降低了接收机的复杂度并且提高了系统的抗干扰性能。最后,利用迭代干扰状态信息（JSI）估计,进一步改善了系统的抗干扰性能。     

CPM信号的微积分解调算法分析

连续相位调制（Continuous Phase Modulation）是一类包络恒定且相位连续的调制方式,具有很高的带宽和功率利用率,优良的包络和相位特性使其适用于空间通信。在分析CPM信号的模型基础上,研究了基于微积分的代数运算方法来完成对CPM信号的解调,该方法几乎不需要任何的先验信息和参数信息就能实现信号的盲解调,目的能够降低接收机的复杂度,是一种优秀的CPM信号解调方式。     

Multi h CPM信号无数据辅助的反馈定时同步算法

针对Multi h CPM信号前馈定时同步不适用于连续传输模式通信系统问题,文中提出了一种无数据辅助的反馈定时同步算法。该算法基于最大似然准则推导出定时误差检测信号,利用误差检测信号形成闭环控制结构对接收信号进行跟踪定时,并与修正的克拉美 罗界进行比较。仿真结果表明,该算法能跟踪定时偏移,且具有较好的跟踪性能,适合连续模式传输的通信系统。     

一种串行级联CPM的简化迭代译码方法

针对如何降低串行级联CPM系统接收译码复杂度这一问题,提出一种简化迭代译码方法.该方法利用PAM分解,将CPM信号网格状态数减少至2,有效地降低了接收端解码器的复杂度.此外,与现有方法不同,由于解调器可与基于PAM分解的符号检测器共用前端匹配滤波器,系统接收机的复杂度显著降低.仿真表明,当误比特率为10-5时,系统的复杂度显著降低,而误码性能损失仅约为0.1 dB.     

基于高阶累积量的CPM信号调制阶数识别方法

利用四阶累积量特征,提出一种CPM信号调制阶数的识别方法。提取过采样接收信号的相位,并进行差分;将相位差分结果向量化,得到若干子信道,每个子信道的输出都是平稳时间序列;利用四阶累积量特征可以区分不同概率分布的性质对调制阶数进行识别。该识别方法仅需已知码元周期,不需要关于调制指数,频偏、以及时延的信息,并且对脉冲成形波形长度过估计具有鲁棒性。仿真实验验证了理论分析结果,并给出了识别性能,以及在模型失配条件下的识别性能。     

连续相位调制及其捕获技术研究

以8CPM为例,阐述了连续相位调制的原理,分析了CPM信号的调制方式及其性能的优越性,具体化连续相位调制过程,明确了用DSP实现的开销及可行性。同时对CPM信号捕获的方法进行了分析研究,提出了一种确实可行的捕获方案。在Matlab仿真的基础上,用DSP硬件平台实现CPM信号的调制、发送、接收、捕获,验证了捕获方案的可行性。     

过采样CPM信号的频域均衡

提出了一种直接对过采样的连续相位调制(CPM)信号进行单载波频域均衡的算法,同时提出了一种在插入循环前缀后发送CPM信号的相位仍然连续的方法。仿真结果表明,该单载波频域均衡算法能有效地消除大时延信道冲击响应下的CPM接收信号中的码间串扰。与现有的基于匹配滤波、符号抽样的CPM信号的单载波频域均衡算法相比,其性能和复杂度相当,但是CPM接收机的前端更为简单。     

提高散斑场纵向相关性的相位编码调制方法

散斑在轴向的退相关现象是制约散斑干涉测量适用性的关键问题之一,为了提高散斑场的纵向相关性,从而提高散斑干涉图像的条纹对比度,扩大物体离面形变的测量范围,提出一种对散斑场进行相位编码调制的方法,即将波前编码技术扩展景深的方法用于散斑场编码,在孔径光阑位置上放置立方型相位板实现相位调制。首先分析了该编码调制方法用于提高散斑场纵向相关性的可行性,然后基于4f系统模拟仿真并实验验证了通过相位编码调制提高编码散斑场的纵向相关性的实际效果。结果表明,编码后散斑的纵向尺寸从0.17 mm提高到0.4 mm,大约提高了2.5倍。     

调制指数为整数和半整数的连续相位调制信号的盲检测

根据调制指数为整数和半整数的连续相位调制(CPM)信号的循环平稳特性,该文提出一种在未知编码序列、载频、码元宽度及峰值频率偏移等参数的情况下对CPM信号的盲检测方法。该方法是对传统循环谱分析器的改进。仿真实验证明该方法具有良好的检测性能并容易实现,具有广阔的工程应用前景。     

基于双相关算法的相角测量研究

在相角测量的相关分析法的基础上,对相关分析法进行了改进,提出了双相关分析法。通过实验,分析算法对相角测量精度的影响。与一般相关分析算法相比,双相关算法降低了采集随机性误差,而且克服了选取参考信号时带来的相位误差,具有测量精度高、抗干扰能力强等优点,借助于通信网络,可以实现电力系统相角的实时测量。     

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。      

连续相位调制信号的二阶循环平稳特性分析

连续相位调制(CPM)信号以其恒包络和优良的频谱特性在现代卫星通信和移动通信中越来越受到人们的重视,然而这一大类调制信号的循环平稳特性却较少有人关注。该文根据连续相位调制信号在不同调制指数下的基带循环谱,推导了其相应带通循环谱的表达式, 并对这些表达式的详细分析,得出了不同调制指数情况下循环频率与载频、码元宽度和峰值频偏之间的关系式。仿真实验证明这些结论是正确的。     

卫星通信中连续相位QPSK调制的带宽效率分析

连续相位调制(CPM)是一种带宽效率很高的调制技术,适用于卫星非线性信道。在将正交相移键控(QPSK)表示成CPM的基础上,提出了一种基于离散傅里叶变换(DFT)的谱密度计算公式。利用MATLAB的快速傅里叶变换(FFT)运算仿真了连续相位QPSK(CPQPSK)的功率谱,结果表明CPQPSK较QPSK具有更高的带宽效率。     

多通道实时数字鉴相技术的FPGA实现

数字式干涉仪测向体制中的相位差信息在频域上提取,与传统的在时域提取相比能大大提高低信噪比条件下鉴相精度及对信号的适应能力。利用相位差信息的频域数字提取方法,实现了单片FPGA完成多通道相位信息的提取。与传统的计算机实现和DSP实现相比,不但提高了速度,而且设备量小,具有明显的优势。