基于最大似然算法的CPM信号符号同步和解调

摘要

调制解调技术是无线通信系统中的重要技术、关键环节之一。随着软件无线电技术的应用和推广，数字通信系统中的数字调制技术的性能影响着系统增益的优劣。多年来，在CPM调制解调方面，国内外学者做了大量的研究和探索，提出了更多新技术与算法。本文在结合前人研究的基础上，通过理论推导、软件仿真、算法优化、硬件实现、加电验证等理论和实践的研究工作。论文重点研究了CPM连续相位调制仿真设计与实现，在解调时采用最大似然解调的方式进行信号处理，最后将解调算法工程实现后，通过整机测试的方式体现出算法更新后的性能优势。论文针对CPM调制解调技术所完成的工作主要有：
　　1、介绍了CPM调制解调技术的研究背景和主要研究的内容。
　　2、对CPM调制的基本原理进行了介绍，利用公式推导，重点对比了连续相位调制与传统的 FSK调制之的区别及优势，以及在工程实现上的优缺点。通过MATLAB仿真软件仿真，对几种常用的CPM调制方式进行功率谱估计。
　　3、根据对调制端信号处理流程的理论推导，本文详细介绍了CPM调制端的硬件设计框架，利用MODEMLSIM仿真工具对CMP调制端的各个模块进行了硬件电路的设计。得到的CPM发送端的波形信号，为下一步的解调研究工作奠定了基础。
　　4、本文重点研究了对CPM信号解调时采用最大似然解调的方式进行信号处理。首先理论推导中，建立了接收端的解调模型。利用连续相位调制信号的相位转动规则，经一系列的公式推导，理论上验证了算法的正确性和可行性。
　　5、通过对最大似然解调的算法细节推演，进行了优化处理，得到了更利于工程实践的信号处理方式。建立MATLAB仿真模型，选择不同的算法参数，考核算法的性能效果，并且兼顾硬件实现的资源占有量，在两者之间找到合理的平衡。
　　6、通过利用最大似然算法结合符号同步的推导，得到了多符号检测的CPM符号同步的处理方法。在理论指导的基础上，对硬件实现进行详细、可行的实施。
　　7、本文最后将算法转化为VDHL描述的硬件电路，在实际的通信传输设备中加以运用。根据实际测试表明，用最大似然解调的这种新算法代替以前的解调算法，将带来至少2dB的接收灵敏度增益。

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第一章 引言

1.1课题背景及意义

1.2发展及研究现状

1.3本论文的主要研究内容

第二章 连续相位调制的原理以及典型调制

2.1连续相位调制的原理

2.2由FSK调制到CPM调制的功率谱研究

2.3几种典型的连续相位调制的调制谱

第三章 CPM调制的仿真设计与实现

3.1调制电路设计--伪随机序列发生器

3.2调制电路设计--基带成型

3.3调制电路设计--相位调制

第四章 CPM最大似然解调原理

4.1 CPM多符号似然检测解调基本步骤

4.2 CPM多符号似然检测解调原理

4.3 CPM多符号似然检测解调算法计算量估计

第五章 CPM最大似然解调设计

5.1 CPM多符号似然检测解调算法优化

5.2 CPM多符号似然检测解调算法计算量重估计

5.3 CPM多符号似然检测解调算法的性能仿真

第六章 多符号检测的CPM符号同步

6.1 CPM多符号似然检测符号同步算法原理

6.2 CPM多符号似然检测符号同步设计

第七章 算法性能在通信设备上的指标测试

7.1 CPM多符号似然检测解调算法的性能仿真

7.2通信设备上实际测试测性能

致谢

参考文献