连续相位调制系统中的同步技术研究

论文摘要

连续相位调制(Continuous Phase Modulation,CPM)是一种带宽和功率有效的信号处理方法,具有较高的频谱利用率和较小的带外辐射,适用于无线和移动通信。而同步是连续相位调制系统中一个非常重要的环节。本文首先分析了连续相位调制信号的特点,系统的阐述了CPM的工作原理,并且对MSK, GMSK等信号进行分析,比较了两种信号形式下的CPM算法。对影响CPM信号性能的参数做了分析,仔细讨论了本系统中的CPM调制信号形式——OM2RC。同时,论述了Turbo和LDPC两种信道编码,主要针对课题采用的LDPC码进行了较详细的分析。在此基础上,本文根据需要同步的参量采取不同的算法,分析了载波同步、帧同步和位同步的方法。在通信的时候,常采用伪随机序列作为信息帧头来携带同步信息。因此,为了更好的利用这些伪随机序列,本文阐述了广泛应用于通信系统当中的各种伪随机序列,并且针对不同的情况,得出了伪随机序列在某些条件下的性质。论文主要针对两种系统中的同步算法进行研究和仿真。在实验阶段,主要研究的算法有两种,一是利用CPM调制信号的特点,根据伪随机序列在帧头中所携带的同步信息,针对高斯信道中基带信号相位偏移的同步问题,在接收端通过预先给定的同步参考门限,提出了一种相位补偿算法,该算法主要是通过帧头检测接收信号中的相位情况,和预先给定的门限进行对比,在系统接受的范围内达到相位补偿的效果,而且门限可以针对特定情况调节,以满足不同的性能要求。同时,针对系统中同步算法复杂度较高、延时长等弊端,提出了一种CPM检测算法,该算法的主要思想是通过建立模型时得到的伪随机序列特征方程的性质,分情况判断接收信号的同步效果。针对这些算法,进行了系统仿真,为以后更深入地理论研究和硬件实现奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 研究现状分析
• 1.2.1 同步技术研究现状
• 1.2.2 信道编码研究现状
• 1.2.3 伪随机序列研究现状
• 1.3 本文研究内容
• 第2章 连续相位调制及信道编码
• 2.1 连续相位调制CPM
• 2.1.1 CPM调制
• 2.1.2 CPM解调
• 2.2 全响应CPM信号及其表达形式
• 2.2.1 最小移频键控MSK
• 2.3 部分响应CPM信号及其形式
• 2.3.1 高斯最小移频键控GMSK
• 2.4 全响应CPM和部分响应CPM比较
• 2.5 多进制CPM调制算法OM2RC
• 2.6 信道编码
• 2.6.1 Turbo码简述
• 2.6.2 LDPC码基本原理
• 2.7 联合编码调制
• 2.8 本章小结
• 第3章 同步算法和伪随机序列
• 3.1 同步算法分析
• 3.1.1 载波同步
• 3.1.2 帧同步
• 3.1.3 位同步
• 3.2 同步序列分析
• 3.2.1 m序列分析
• 3.2.2 M序列分析
• 3.2.3 Walsh序列分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 连续相位调制系统同步方案设计与仿真
• 4.1 方案设计思路
• 4.1.1 CPM检测算法模型
• 4.1.2 相位补偿算法模型
• 4.2 实验仿真与结果分析
• 4.2.1 CPM检测算法
• 4.2.2 相位补偿算法
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢