串行级联连续相位调制系统的性能研究与DSP实现

论文摘要

串行级联连续相位调制（SCCPM:Serially Concatenated Continuous Phase Modulation）系统不仅具有很高的频谱利用率和功率利用率,而且具有类似于Turbo码卓越的误码性能。由于连续相位调制可以分解为一个连续相位编码（CPE:Continuous Phase Encoder）和一个无记忆调制器（MM:Memoryless Modulator）,而连续相位编码器实际上就是一个简单的递归卷积码,SCCPM不需要独立的内码,具有与串行级联卷积编码（SCCC:Serially Concatenated Convolutional Codes）相似的结构。SCCPM系统进行软输入软输出的迭代译码可以获得很高的交织增益,因此在快衰落和极低的信噪比环境中,SCCPM具有更好的性能,这些优点使得其特别适合于跳频系统和军用Ad-Hoc网络。本文主要研究了串行级联连续相位调制系统的性能,以及迭代译码算法和系统的DSP实现。本文首先介绍了CPM的特点,推导出CPM的分解模型,在此基础上提出了SCCPM的系统模型,通过计算机仿真得到SCCPM的系统性能;然后深入研究了迭代停止译码算法,提出了一种基于平均外信息交换的迭代停止译码算法,仿真结果证明该算法能够在保证系统性能的前提下大大降低了计算的复杂性,缩短了译码的时间;最后对SCCPM的实际应用进行初步的探索,在DSP软环境下实现了该系统。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 通信系统中的编码与调制
• 1.1.1 香农定理与编码技术
• 1.1.2 现代数字调制技术
• 1.2 基于连续相位调制的串行级联系统
• 1.2.1 级联码
• 1.2.2 并行级联卷积码（PCCC）
• 1.2.3 SCCC 的编码译码结构
• 1.2.4 串行级联连续相位调制系统的提出
• 1.3 本论文的工作安排
• 第二章 串行级联CPM 的系统模型及性能
• 2.1 连续相位调制概述
• 2.1.1 CPM 的定义
• 2.1.2 CPM 的分解模型
• 2.2 CPM 解调原理
• 2.2.1 最大似然准则
• 2.2.2 附加度量的计算
• 2.2.3 CPM 信号的状态描述
• 2.2.4 Viterbi 算法基本原理
• 2.3 串行级联连续相位调制系统的系统模型
• 2.3.1 SCCPM 的系统模型
• 2.3.2 MAP 译码算法
• 2.3.3 通用的加法SISO 迭代译码算法
• 2.4 SCCPM 的系统性能
• 第三章 串行级联连续相位调制系统的迭代译码
• 3.1 迭代次数对SCCPM 系统的影响
• 3.1.1 迭代次数固定的迭代译码
• 3.1.2 迭代译码的非线性动态系统描述
• 3.2 常用的迭代译码停止判据
• 3.2.1 交叉熵（CE）准则
• 3.2.2 符号变化率（SCR）准则
• 3.2.3 硬判决辅助（HDA）准则
• 3.2.4 循环冗余校验（CRC）准则
• 3.3 基于平均外信息交换的迭代停止译码算法
• 3.3.1 平均外信息交换
• 3.3.2 基于平均外信息交换的迭代停止译码算法及性能
• 第四章 串行级联CPM 系统的DSP 实现
• 4.1 系统硬件平台介绍
• 4.1.1 硬件平台说明
• 4.1.2 DSP 芯片介绍
• 4.1.3 DSP 开发环境
• 4.2 SCCPM 译码算法的DSP 实现
• 4.2.1 SCCPM 编译码的软件实现
• 4.2.2 CCS 环境下运行结果
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间的研究成果