论文部分内容阅读
在遥测领域,脉冲编码调制/调频(PCM/FM)是一种广泛应用的遥测体制,并且PCM/FM信号传统解调方式为鉴频解调。然而随着遥测数据速率的不断提高,作用距离不断增大,传统解调方式的门限效应和低功效等问题日益突出。因此,本文针对如何有效提高PCM/FM体制下的遥测系统性能展开研究。论文的主要工作如下:首先,在对PCM/FM遥测系统相关理论进行研究的基础上,针对鉴频解调的不足之处,研究分析了多符号检测(MSD)算法。通过仿真分析,表明经典MSD算法在观测间隔为5个符号时,可以提高PCM/FM遥测系统解调性能约3dB。针对经典MSD算法计算复杂度高,工程实现难度大等问题,提出了一种低复杂度MSD算法。该算法通过利用分段相关来代替整体较长相关,降低了相关运算的长度和数目。研究表明当观测间隔为5时,该算法在性能损失仅为0.1dB的前提下,是基带MSD乘法计算量的10%,加法计算量的14.5%。其次,在对Turbo乘积码(TPC)编译码相关理论深入理解的基础上,对TPC码进行了分析研究。通过仿真分析,表明采用该纠错编码,可以提高PCM/FM遥测系统解调性能约6dB。针对TPC传统Chase译码计算复杂度高的不足,提出了一种联合Chase译码算法。该算法首先利用校验子进行硬判决以决定是否进行后续软译码使代数译码计算量下降约50%,同时提高了译码速度;其次利用次大相关码字代替竞争码字,避免了原始算法中为寻找竞争码字而引入的复杂计算,进一步降低了算法复杂度。随后,将低复杂度MSD和TPC联合Chase译码用于PCM/FM遥测系统,通过仿真分析,表明可以提高系统解调性能约7.7dB。改进算法相结合虽然约有1.8dB性能损失,但计算量大幅下降,实现了性能和复杂度的折中。最后,在理论研究的基础上,基于VHDL语言对低复杂度MSD算法和TPC译码进行了硬件实现。