深空通信中相位调制技术的研究

论文摘要

深空通信因其传送信号距离遥远且随着通信量的日益增大,促使着高带宽效率和高功率效率的调制技术的发展。连续相位调制(Continuous Phase Modulation)是一类包络恒定且相位连续的调制方式,具有很高的带宽和功率利用率,优良的包络和相位特性使其适用于深空通信,既对功放的非线性不敏感,又几乎不产生邻道干扰。本文主要针对CPM信号的解调复杂度高这一特点,详细地分析研究了两种CPM信号的解调方式,其目的都是为了降低接收机的复杂度,使得信号的解调变得简单。Laurent分解法是基于非线性信号线性化的思想,将CPM信号分解成脉冲幅度调制,由于信号能量主要集中于少数几个幅度脉冲中,所以可在接收端仅用少量的匹配滤波器,对接收机进行了简化。代数法是基于微积分的代数运算思想来完成对CPM信号的解调,该方法在解调特性的理论研究上相当方便。互相关相移键控也是一类致力用于空间通信中的高功率利用率的调制方式,其中的已获专利FQPSK已经被成熟应用到许多通信领域。基于对CPM和互相关相移键控的联合研究,提出了SQPSK调制方式的概念,并对其功率谱特性做了详细的分析,另外还从互相关网格编码调制的角度分析了全响应矩形脉冲的SQPSK调制方案,最后,用Laurent分解法对一般SQPSK信号进行了解调表示。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题意义和背景介绍
• 1.2 数字相位调制技术
• 1.3 章节安排
• 第二章 深空通信信道特性研究
• 2.1 深空通信链路
• 2.2 信道模型
• 2.2.1 三种概率分布
• 2.2.2 深空通信信道仿真模型
• 2.3 本章小结
• 第三章 连续相位调制解调分析
• 3.1 CPM 的基本概念
• 3.1.1 一类恒定包络CPM 信号的定义
• 3.1.2 关于频率脉冲和相位脉冲波形
• 3.1.3 CPM 信号的性能
• 3.2 CPM 信号的LAURENT 分解
• 3.2.1 二进制CPM 信号的Laurent 分解
• 3.2.2 M 进制CPM 信号的Laurent 分解
• 3.3 CPM 信号的代数法求解
• 3.3.1 概念的引入
• 3.3.2 改进应用
• 3.4 本章小结
• 第四章 XPSK及SQPSK的研究
• 4.1 互相关相移键控及互相关网格编码正交调制
• 4.1.1 IJF-QPSK 和SQORC
• 4.1.2 FQPSK（XPSK）
• 4.1.3 互相关网格编码正交调制（XTCQM）
• 4.2 成形正交相移键控（SQPSK）
• 4.2.1 SQPSK 概念的推导
• 4.2.2 一个SQPSK 特例的XTCQM 表示形式
• 4.2.3 SQPSK 信号的频谱特性
• 4.3 SQPSK 信号的线性近似（LAURENT 表示）
• 4.3.1 五进制CPM 的PAM 表示的推导
• 4.3.2 应用举例：SQPSK-TG
• 4.4 本章小结
• 第五章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果