串行级联CPM的迭代检测研究与仿真实现

论文摘要

连续相位调制信号(Continuous Phase Modulation)是一类恒包络相位连续的调制信号,与其它调制技术相比,它具有很高的带宽和功率利用率。由于包络恒定,它对功放的非线性特性不敏感;而相位连续,又使得其带外辐射较小,因而产生的邻道干扰也较小。近年来CPM和OFDM调制体制一样得到了深入的研究,在移动通信及卫星通信,遥测等领域获得广泛的重视。首先讨论了CPM信号的基本概念,频谱,性能等基本特性。由于CPM信号可以分解成一个连续相位编码器(CPE: Continuous Phase Encoder)和一个无记忆调制器(MM: Memoryless Modulator) ,其中CPE在模P的整数环上的是线性的。从这个意义上讲, CPM本身就也可看成一种编码调制方式。可以利用这一点将CPM就作为内码和作为外码的二进制卷积码(CC: Convolutional Code)串行级联以提高功率利用率,它们共同构了成一个编码调制在一起的系统。P.Moqvist和K. R. Narayanan对串行级联CPM(SCCPM)在高斯白噪声信道下的性能、设计进行了研究,结果表明SCCPM可以显著的改善功率效率。接下来讨论了SCCPM系统中的迭代检测算法,并提出了一种新的似然加法SISO算法。然后运用似然加法SISO算法对SCCPM系统进行了仿真。通过对不同系统的实验仿真,探讨了卷积码、CPM调制进制数、CPM调制指数、CPM记忆长度、交织长度和迭代次数等对系统性能的影响。仿真结果结果显示,系统性能随卷积码状态数增大而变差,随调制进制数增大而改善及随记忆长度和调制指数同时增大而改善的。且交织长度越大,迭代次数越多,系统性能越好。最后将似然加法SISO算法和乘法SISO算法得到的系统性能进行了比较,性能基本一致。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 连续性相位调制（CPM）技术概述
• 1.2 串行级联CPM 系统（SCCPM）提出
• 1.2.1 并行级联卷积码
• 1.2.2 串行级联卷积码
• 1.2.3 串行级联CPM
• 1.3 本论文主要研究工作安排
• 2 连续性相位调制技术
• 2.1 CPM 信号的基本概念
• 2.1.1 CPM 信号的定义
• 2.1.2 CPM 信号的常见脉冲
• 2.1.3 CPM 信号的相位状态
• 2.2 CPM 信号的功率谱分析
• 2.3 CPM 信号的分解模型
• 2.4 本章小结
• 3 串行级联CPM 系统（SCCPM）
• 3.1 SCCPM 系统模型
• 3.2 基于后验概率的软输入软输出译码算法
• 3.2.1 码字格图
• 3.2.2 MAP 算法
• 3.2.3 Log-MAP 算法
• 3.2.4 SISO 算法
• 3.3 CPM 的似然加法SISO 译码器
• 3.4 SCCPM 的性能分析
• 3.4.1 SCCPM 性能的理论分析
• 3.4.2 卷积码对SCCPM 性能的影响
• 3.4.3 CPM 码距对SCCPM 性能的影响
• 3.4.4 交织长度对SCCPM 性能的影响
• 3.4.5 迭代次数对SCCPM 性能的影响
• 3.4.6 性能对别
• 3.5 本章小结
• 4 SCCPM 迭代检测仿真实现
• 4.1 检测流程
• 4.2 网格码的数据结构
• 4.3 CPM 码字先验信息的计算
• 4.3.1 先验信息计算
• 4.3.2 匹配滤波器个数的进一步减少
• 4.4 外部似然信息的计算
• 4.4.1 前向递推度量和反向递推度量的计算
• 4.4.2 似然信息的计算
• 4.5 本章小结
• 5 全文总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献