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空中的无线电频谱越来越拥挤,频率的资源性影响日益彰显。针对当前频率资源紧缺以及人们对数据传输速率要求不断提高的现状,提高频谱利用率已成为通信技术研究的重要目标,而高效调制可直接提高频谱利用率,通过最大幅度地压缩无线传输频谱,提高频谱利用率,越来越成为当前研究的热点。非对称二元、多元相移键控调制是十分灵活的调制方式,只改变几个调制参数就能在调制方式、频谱效率、功率效率和码率等方面进行选择,而解调器可以自适应这种改变。本文:
首先,介绍了两类非对称二元相移键控调制与解调方法,即扩展的二元相移键控(Extended Binary Phase Shift Keying,EBPSK)调制解调器及其实现方法、随机极性的CP-EBPSK(ContinuePhase-ExtendedBinaryPhaseShiftKeying,CP-EBPSK)通信系统及其通信方法,并对两者从调制信号、功率谱、冲击滤波输出、解调性能等多方面进行了仿真和分析,验证了这两大类通信系统的可行性,为后续章节的研究工作奠定了理论基础。
其次,一方面给出了EBPSK通信系统在转换精度有限时的仿真,仿真结果表明ADC的采样率对系统解调性能影响很大,且在一定程度上“过采样”增益很高,而ADC的量化位数对系统解调性能影响不大,这一结论对于EBPSK通信系统的总体指标分配和硬件实现不容忽视;另一方面,给出了引入RS编码及交织的EBPSK系统在瑞利衰落信道下的解调性能,当系统利用前10个码元采样值的平均值作为当前码元的自适应判决门限,可在一定程度上克服由衰落引起的包络起伏。
再次,在同等调制参数下从调制信号、功率谱、冲击包络相对高度、解调性能等方面分析了EBPSK调制的3种特例,即反相调制、缺周期调制、窄脉冲调制,通过仿真验证了理论分析的正确性,为后续的硬件实现以及深入研究提供了进一步的参考。
最后,介绍了多元位置相移键控(M-ray Position Phase Shift Keying,MPPSK)调制与解调原理,提出基于冲击滤波的多路独立判决方案,并对该判决方案提出了两种改进方案,分析与仿真结果表明,相同参数下的MPPSK调制与EBPSK调制在解调性能上相当;此外给出了MPPSK系统在衰落信道下,采用放大加深度限幅的模型,这一模型使得原先衰落信道下起伏不定的冲击包络变得相对稳定,以致于接收机可采用固定门限进行判决,增强了抗干扰性能,简化了硬件实现。