超窄带接收机滤波模型与优化设计

摘要

频率是宝贵的资源，现代通信在不断提高传输速率的同时，也越来越大地占有了频率资源，而频谱利用率却仍然不高。超窄带（UNB:Ultra Narrow Band）调制是一种可以提供较高频谱利用率的通信技术，在每一种可行的UNB通信接收机中，都构思了一个特殊滤波器。本文介绍基于扩展的二元相移键控(EBPSK:Extended Binary Phase Shift Keying)调制方式的UNB通信系统，并对应用于此系统的特殊接收滤波器——冲击滤波器，分析了其滤波特性，定量给出了EBPSK信号滤波后的结果，并最终进行了滤波性能的优化。
　　 本文首先对EBPSK调制技术作了较为详尽的介绍，从技术构思、调制波形、功率谱分析等方面展示了EBPSK调制技术的特点。紧接着，对基于EBPSK调制技术的UNB通信系统，分别介绍了调制器和接收机的基本组成和实现原理。
　　 在UNB通信系统中，接收滤波器是一个关键环节，本文的核心围绕着UNB接收滤波器的设计与优化展开。对于EBPSK信号经过接收滤波器后的全响应情况，运用拉普拉斯变换法作出了定量分析，推导出了全响应的表达式。在此基础上，运用现代的优化算法对滤波器进行了优化设计。
　　 遗传算法（GA:Genetic Algorithm）是一种并行、高效的全局搜索方式，通过模仿自然界的生物遗传机理来实现随机全局搜索和优化。本文采用此优化算法对冲击滤波器进行优化，找出了使得接收性能尽可能好的滤波器参数配置，从而提高了整个UNB系统的性能。