天基测控通信系统中CPM信号低复杂度解调及同步技术研究
[Abstract]:Continuous phase modulation (CPM) is an advanced modulation method with high power and bandwidth utilization, which is similar to trellis coded modulation (TCM). The memory effect introduced in the transmitted signal can improve the power utilization ratio. The smoothing effect between different symbols can improve the bandwidth utilization. In addition, the constant envelope of the CPM signal can further improve the efficiency of the nonlinear power amplifier. Many excellent characteristics of the CPM signal make it very suitable for space-based measurement and control system with limited transmission power and channel bandwidth. With the rapid development of space-based measurement and control technology, a variety of CPM signals have been introduced into various standards. However, the high complexity of demodulation and the difficulty of synchronous acquisition have always restricted its wide application. In this paper, the low complexity transmission technology of CPM signal in space-based measurement and control system is deeply studied. The main contents include analyzing the best design of CPM signal in different scenarios, low complexity demodulation and synchronization technology. The main results obtained are as follows: 1. This paper summarizes the application status of CPM signal in all kinds of measurement and control standards and data link, summarizes the research status of low complexity demodulation and synchronization technology of CPM signal, analyzes the advantages and disadvantages of various algorithms, and lays a foundation for the follow-up analysis. 2. The common mathematical representation of CPM signal is studied, and the influence of different parameters on the bandwidth and power efficiency of CPM signal is analyzed. The difference between CPM signal and conventional linear modulation signal in satellite nonlinear channel is compared. It is concluded that CPM signal has outstanding advantages and huge application potential in space-based TT & C communication. Based on the analysis and simulation, the optimal CPM signal system in the high-speed TT & C communication link scenario is obtained. According to the characteristics of SOQPSK-A signal, several low-complexity demodulation algorithms are proposed in the presence or absence of channel coding. Compared with the traditional algorithms, the implementation complexity is reduced significantly while ensuring the demodulation performance. 4. By improving the calculation method of the channel capacity with memory, the calculation method of the channel capacity in the multi-access measurement and control communication scenario is obtained. In this paper, a low complexity interference suppression detection algorithm is proposed by using the simplified factor graph method. The algorithm can greatly reduce the implementation complexity in the case of limited performance loss. By using the method of nonlinear phase recovery, a low complexity demodulator is designed by using monopulse detector, which avoids the problem of near channel interference in multiple access measurement and control scenario. 5. The synchronization algorithm based on feedback loop and the synchronization method based on pilot are proposed for high-speed measurement and control and multi-access measurement and control scenarios, and the performance simulation results of the two synchronization methods are given respectively.
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TN911.3
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,本文编号:2454611
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