高效EBPSK传输系统抗衰落性能研究

Available resources of wireless spectrum have become increasingly scarcity, the efficient utilization of which is beneficial to the sustainable development. Meanwhile, the complexity of wireless transmission environment raises a higher-and-higher demand for the anti-fading performance of the system. Therefore, this project will study the performance of extended binary phase shift keying (EBPSK) with ultra-narrow spectra in the fading channel. Firstly, this project will optimize the modulation waveform of EBPSK and impacting filter,and then build a complete technical framework and theory system for the general, efficient and adaptive modem based on EBPSK in physical layer. Secondly, aiming at the different fading channel model, this project is to analyze the transmission performance of the EBPSK system and establish a simulation platform for the adaptive variable-rate and efficient communication system in the fading channel, furthermore we will improve the system performance by adopting source and channel coding. Finally,the energy consumption of EBPSK modulation in fading channel is modeling, which gives the optimum modulation parameters to minimize the energy consumption in given channel, so green communication can be realized. The final research results are hoped to establish a novel efficient anti-fading modulation and demodulation theoretical system, which will lay good foundation for the real application of efficient transmission system.

可用的无线频谱资源日益稀缺，对其高效利用有利于持续发展，同时复杂的无线传输环境对系统自身的抗衰落性能提出了越来越高的要求。为此，本项目将对具有超窄频谱的高效扩展二元相移键控调制（EBPSK）在衰落信道下的性能进行详细探讨。首先，研究EBPSK调制波形和多功能冲击滤波器的优化方法，建立基于EBPSK的通用高效自适应调制解调器物理层的完整技术框架和理论体系；其次，分析不同衰落信道下的EBPSK系统传输性能，提出并搭建衰落信道下的自适应变速率高效通信系统仿真平台，并通过增加信源信道编码等来进一步提升系统性能；最后，建立衰落信道下EBPSK调制的能耗模型，推导出特定信道条件下使系统能耗最小的最佳调制参数，以实现绿色通信。本项目最终研究成果有望建立一套全新的高效EBPSK抗衰落调制解调理论体系，为高效传输系统在实际中得以应用奠定坚实的基础。

可用的无线频谱资源日益稀缺，对其高效利用有利于持续发展，同时复杂的无线传输环境对系统自身的抗衰落性能提出了越来越高的要求。为此，本项目对具有超窄频谱的高效扩展二元相移键控（EBPSK）调制在衰落信道下的性能进行详细探讨，具有重要的理论意义和实用价值。. 首先，对超窄带调制的几种基本波形进行了仿真，并对其优缺点进行了分析；研究了随机极性以及多元位置随机极性MCP-EBPSK调制解调方案；研究滤波器系数优化问题，分别采用了遗传算法、QPSO算法、以及基于“斜率鉴相”思想的优化方法，得到了最优的滤波器系数。. 其次，分析了无线衰落信道特性，研究了平坦衰落信道和频率选择性衰落信道的建模方法；研究了EBPSK通信系统及其内在的抗衰落性能，提出了多种解调方案，并通过仿真进行了分析比较。. 第三，研究了EBPSK系统的抗衰落方案。在平坦瑞利衰落信道下，提出以自动增益控制（AGC）对抗信号的幅度起伏，进而在采用固定门限判决的情况下改善冲击解调和基于延迟叠加包络检波解调性能；提出一系列适用于EBPSK系统的分集合并方案，既能消除深度衰落的影响，又能有效对抗AWGN。在多径延迟信道下，提出了一种基于冲击滤波的多径估计方法，并在DRM标准中典型的短波信道模型下进行了仿真分析，结果表明在较高信噪比条件下或者采用较多码元进行估计的情况下，估计结果准确性较高。提出改进的分离算法，以得到的最优调制参数N，实现延时径与主径分离或各延时径完全分离。. 第四，针对衰落信道下信号包络起伏导致无法设定判决门限的问题，提出一种新的对称的EBPSK（S-EBPSK）调制系统，推导了其理论功率谱及AWGN信道下误码率表达式；解调时无需设定门限，仅采用简单的比较法即可完成判决。仿真表明，在所有信道条件下，相同调制参数、相同解调方法时S-EBPSK系统的误码率性能均优于EBPSK系统。. 最后，对EBPSK系统的能耗进行了分析，指出有针对性的最优参数设计是实现绿色通信的关键。