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为了满足人类日益增长的通信需求,现代通信系统不断走向高速化,宽带化,但是频带利用率却仍然不高。然而频率是宝贵的资源,故研究高效调制技术,提高频谱利用率,具有重要的实际意义和直接的经济效益。在此背景下,超窄带调制技术应运而生,而其是否可行,能否实现的关键在于探索和构造特殊的接收滤波器。事实上,现有可称为超窄带的系统,都无一例外地在接收端使用了特殊滤波器。本文基于一种超窄带调制技术,即扩展的二进制相移键控(EBPSK:ExtendedBinaryPhaseShiftKeying),对寄生调幅这一特殊滤波现象及由此而衍生出来的冲击滤波器做了重点研究,从冲击滤波器的由来、滤波机理、设计要点、优化、应用、工程考虑等方面对其做了全面而详细的阐述。
本文首先从技术构思、调制波形、功率谱、波形优化、实现方案等方面对EBPSK调制技术做了较为详细的介绍;
其次,运用叠加原理及矢量分析法定性解释了包含冲击滤波在内的寄生调幅特殊滤波现象,扩充了原有滤波规律;
第三,分析了冲击滤波器的设计要点,针对原单共轭极零点冲击滤波器降噪性能差的缺点,用添加极点的方式进行了改进,仿真表明简单可行,效果明显,并讨论了冲击滤波器对EBPSK优化波形的响应。另外从工程实现的角度,考虑了冲击滤波器的量化效应;
第四,提出了冲击滤波器在超窄带通信系统中的两个应用:一是用于EBPSK解调,相对于锁相环解调,不但接收机结构大大简化,而且解调性能也大幅提升;二是用于提取冲击滤波器输出包络而获得码元相位信息的位同步提取,为EBPSK系统提供了一种可选的位同步方案。
最后,提出了冲击滤波器结合人工神经网络(ArtificialNeuralNetworks,ANN)判决器的解调方案,即用冲击滤波器滤噪并突出调制特征,再利用ANN的学习能力学习此特征并做出判决,仿真表明此方案可以进一步提升EBPSK解调性能。