有关基于模型的同信道MSK信号解调方法毕业论文写作资料-论文写作网

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随着信息技术的发展,无线服务对高速率数据传输的需求也不断增加,提高现有频谱的利用率就显得极为重要.而同信道干扰是无线通信系统中存在的最普遍的问题,同信道干扰限制了蜂窝系统的容量,降低了无线局域网络的吞吐量,并且是在高海拔地区部署通信平台的主要障碍.根据干扰的性质,抗干扰技术可广泛分为扩频技术和非扩频技术.不论在固定基站还是移动基站,当前选定的调制方案大多为高斯最小频移键控（GMSK调制）,该方案是当前最流行的调制方案之一.

笔者研究的目标是在不修改现有通信规则的基础上,研究同信道干扰问题并开发窄带干扰抑制技术.笔者制定了以cochannel模型为基础的MSK信号的解调技术,并通过一系列的测试证明,MSK的信号可以以线性模型的形式来满足无偏方差最小估计(MVU)的克拉美罗下界(CRLB).同时,这个模型框架能够得出为单用户和多用户情况下的最佳性能估算值,这些概念也可同时被扩展到宽带信号.

简单的线性表示方法并不完全适用于连续相调制技术.同时,这些线性估计需要在接收端具备完整的通道状态信息和相位同步,这是现有无线通信系统不能够完全具备的.为了克服这些线性估计技术的缺点,笔者采用了自回归建模方法.因为自回归模型可以准确的表示峰谱,可作为普通的调频解调器.同时,由于它是一种非相干接收技术,不需要在接收端具备相位同步信号的确切信息.而最终的仿真结果表明,基于模型的解调器在抑制相位和频率偏移的干扰信号方面有着显著提高.

1 数学模型

在MSK信号可以表示为

在每个采样时刻(10n)只有在相或正交分量携带信息,而另一种是0.如果其他与此相结合的MSK信号中的,分量和Q分量是正交的,就可以成功解调它们.

2 模拟结果

笔者对该调制模型的误码性能进行了模拟并做出了评估,模拟结果第86页见图1.从第86页图1可看出,MSK信号的误码性能在AWGN信道中是无干扰的.

由于MAMSK信号可以被视为两个MSK信号的总和,它的频谱效率是MSK的2倍.因此MAMSK应与QPSK调制,而不是与MSK调制.3个调制的频谱效率见第86页图2.

由于存在交叉干扰,第86页图2-b中的OM-SK/ MAMSK脉冲整形出现了明显降低.其中一个由干扰信号所造成的信号不正交的表现将作为笔者继续评估的案例,结果见图3.正如笔者预期的,正交偏离增加时,性能会有所下降.

在进行调制模拟的同时,笔者依据数学模型计算出了当信号从正交相偏离时造成的误差.随着相位偏差的增大,效率在总体下降.需要注意的是,因为相位偏差从60°增加至90°,在高信噪比和SIR大于0的情况下性能有轻微的改善.因此在高信噪比和SIR大于O的前提下,最不理想的情况出现在相位偏差为60°（或120°）的时候.

不同频率下的分离误差值性能(SIR等于0 dB),两个信号具有不同的载波频率.根据对模拟结果的观察可知,该频率下相关接收性能的差异实际下降.

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3 结论

笔者主要研究的解调估计问题,实质上是一个3步过程,涉及到一个有关数据模型验证信息选择依据、模型参数估计以及如何从数据信息内容中确定模型参数的信号的问题.在调制频率信号的案例中,最后一步确定所组成的瞬间频率从模型参数.任何基于数学模型的技术的性能都取决于是否能够准确的表示数据模型.笔者考虑了2个方案：在第一种情况中,假设该数据模型是已知的,并且是线性的.虽然这是一个非常简单的假设,但是它能够使用线性估算技术,并且设置一个较低的约束性能.在第二种情况中,假设数据不能用一个线性模型来代表,并用自回归建模技术,MSK信号是由两个彼此正交的信号调制而合成的,对于这种情况,笔者提出的数学模型和量化的数值使它们的干扰不垂直,这实际上是OMSK的特殊情况下的多幅度最小频移键控( MAMSK).MAMSK是提高频谱效率的调制方案,但它并没有一个固定的信息封装包.如果用一个非恒定的包络调制方案对QPSK调制,可以使具备良好频谱效率的QPSK MAMSK脉冲成形,其误码性能明显优于MAMSK.

对观察完成的各类解调器在相位性能方面的差异评估结果之后,作为载波频率之差在同频道信号增加时对相关接收机的性能会有所下降.SK信号可以线性模型的形式表达,因此,最小方差无偏估计(MVU)存在,满足CRLB界限.但是,如果不是正交基函数的情况则需要精确计算求解.该解决方案发挥了基函数之间的相关性优势.这些概念可以扩展到宽带信号,它表明在以相关类型的信号为基础的CDMA多用户检测器也属于MVU估计.使用同信道干扰抑制的MVU可被认为具有非正交基础功能.模拟结果表明,如果正交相位偏差值小于30°,MVU可以良好的提升相关接收机的性能：如果相位偏差非常高,它将会失去作用.因此,MVU只有在有利的环境下才能良好的控制两个信号之间的相位差异.接收机的相干解调和MVU方案,是以完美的载波相位同步为前提的.然而,有时实际系统无法提供这种保障.由于它是最流行的解调方案之一,笔者比较了该模型为基础的各类限制器技术的性能与缺陷.可以看出,在以各种模型为基础的限制器鉴别技术中它属于性能较低的一类.此外,以该模型为基础的技术在进行2个不同的载频信号的限制器鉴别时并未存在任何重大优势.从2个模型为基础的解调角度结果表明,不必计算每个新模型参数的数据集,可以使用梯度下降算法的LMS更新数据.其次,频率估计可以通过单一的角度来进行,而不是依赖滤波器系数多项式的过滤器来发现PSD的高峰.这两个步骤大大减少了模型计算的复杂性而不会影响误码率性能.

4 未来的研究方向

由于MVU估计在正交相位偏差较小时才能显著提高,因此,无法适应在更高阶段的偏差,笔者建议在部署过程中应综合应用MVU与其他解调方案,确保在较高的偏差下依然能够提供合理的性能.该解调方案应具备转换机制,提供与上述2类相位信号的相对解调方案.笔者研究的重点是MVU,因为它从最小方差的角度来看,是现有最佳的解决方案.

（责任编辑李洋）

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