短波通信作為現(xiàn)代無線通信的重要組成部分,，在軍事和民用方面具有不可取代的作用?，F(xiàn)代短波通信系統(tǒng)常使用突發(fā)方式，傳輸?shù)男盘?hào)具有結(jié)構(gòu)性強(qiáng),、持續(xù)時(shí)間短,、受電離層信道影響大等特點(diǎn)，對(duì)接收端高效解調(diào)提出了特殊要求,。

    MPSK(MultiplePhase Shift Keying)是短波突發(fā)通信常用的調(diào)制方式,，對(duì)其解調(diào)算法的研究也一直是研究的熱點(diǎn)。參考文獻(xiàn)[1-2]研究了先驗(yàn)信息缺失條件下的短波突發(fā)信號(hào)的盲解調(diào)算法,。然而,，在合作通信過程中，通信雙方對(duì)先驗(yàn)信息是已知的,，如果能夠充分利用突發(fā)信號(hào)所包含的前導(dǎo)信息和訓(xùn)練數(shù)據(jù),，勢(shì)必能夠提高信息恢復(fù)能力和質(zhì)量。參考文獻(xiàn)[3]提出了一種數(shù)據(jù)輔助的突發(fā)信號(hào)解調(diào)算法,，該算法沒有考慮短波信道的特性,，僅在加性高斯白噪聲信道下有效。參考文獻(xiàn)[4]比較詳細(xì)地研究了第三代短波通信中BW2波形[5]的解調(diào)算法,，充分考慮了信號(hào)的先驗(yàn)信息以及信道衰落影響,，但是該算法具有載波參數(shù)和定時(shí)恢復(fù)精度低、均衡算法復(fù)雜度高等問題,。
    本文在已有研究的基礎(chǔ)上,，提出了一種新的MPSK突發(fā)信號(hào)的解調(diào)方案，以分?jǐn)?shù)間隔均衡器和內(nèi)置二階鎖相環(huán)的符號(hào)間隔判決反饋均衡器的三級(jí)均衡器結(jié)構(gòu)為框架,，結(jié)合聯(lián)合的幀同步與高精度載波校正算法實(shí)現(xiàn)多徑衰落信道條件下的MPSK信號(hào)高效解調(diào),。新的解調(diào)方案對(duì)短波突發(fā)MPSK信號(hào)的解調(diào)具有普遍適用性,系統(tǒng)性能較好。
1 信號(hào)模型
    短波突發(fā)通信MPSK信號(hào)發(fā)送端模型如圖1所示,。

    在發(fā)送端,，信源信息經(jīng)過信道編碼以后,，添加前導(dǎo)序列，根據(jù)一定的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行成幀,，然后進(jìn)行星座映射和成型濾波,，最后將信號(hào)調(diào)制到相應(yīng)載波頻率上，經(jīng)天線發(fā)射出去,，通過短波信道到達(dá)接收端,。
   
    首先，利用接收信號(hào)中的前導(dǎo)序列進(jìn)行高精度載波校正和幀同步,，然后根據(jù)分?jǐn)?shù)間隔均衡器對(duì)定時(shí)不敏感的特性,，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合均衡和定時(shí)同步，最后用帶鎖相環(huán)的符號(hào)間隔判決反饋均衡器進(jìn)一步糾正相位偏差并去除剩余碼間干擾,。


用n-1時(shí)刻的最佳加權(quán)和wH(n-1)x(n)對(duì)n時(shí)刻數(shù)據(jù)的期望響應(yīng)d(n)進(jìn)行預(yù)測(cè),，得到預(yù)測(cè)誤差e(n)，實(shí)現(xiàn) RLS算法的遞推,。
2.3 內(nèi)置二階鎖相環(huán)的判決反饋均衡
    為了提高解調(diào)性能,，降低誤碼率，需進(jìn)一步減小上述處理結(jié)果中存在的剩余載波相偏和剩余碼間干擾,。本文采用內(nèi)置二階鎖相環(huán)的判決反饋均衡器實(shí)現(xiàn)上述功能,。如圖5所示。

    結(jié)果表明,，本文采用算法精度比參考文獻(xiàn)[4]算法精度高一個(gè)數(shù)量級(jí),，同時(shí)本文算法進(jìn)行2×L(L=240)點(diǎn)FFT運(yùn)算，而參考文獻(xiàn)[4]進(jìn)行4 096點(diǎn)FFT運(yùn)算,，運(yùn)算量小得多,。
3.2 分?jǐn)?shù)間隔均衡實(shí)現(xiàn)定時(shí)同步性能分析
    為了說明分?jǐn)?shù)間隔均衡實(shí)現(xiàn)均衡與定時(shí)的性能，在未完成定時(shí)的條件下,，分別將信號(hào)通過分?jǐn)?shù)間隔均衡器與符號(hào)間隔均衡器進(jìn)行收斂,。在信噪比Eb/N0為18 dB時(shí)，經(jīng)過線性時(shí)不變衰落信道ch2=[0.407,0.815,0.407],，兩種均衡器結(jié)構(gòu)下BW2信號(hào)的星座圖，如圖7所示,。

   由圖7發(fā)現(xiàn),分?jǐn)?shù)間隔均衡器不受采樣相位影響,，能夠較好地實(shí)現(xiàn)定時(shí)同步，且均方誤差小,，星座圖清晰,、緊湊。
3.3 系統(tǒng)誤比特性能分析
    仿真測(cè)試本文提出的解調(diào)結(jié)構(gòu)在不同短波突發(fā)信道下的性能,。采用本文解調(diào)結(jié)構(gòu),，分別經(jīng)過線性時(shí)不變衰落信道ch2=[0.407,0.815,0.407]，CCIR好信道和中度信道，進(jìn)行100次蒙特卡羅統(tǒng)計(jì)平均,，得到的誤比特率結(jié)果如圖8所示,。

    由結(jié)果可知，本文設(shè)計(jì)解調(diào)方案對(duì)時(shí)不變或慢時(shí)變的多徑衰落性能較好,，在Eb/N0為20 dB時(shí)誤碼率達(dá)到10-4以下,。對(duì)于時(shí)變較快和頻率選擇性衰落較大的CCIR中度信道，系統(tǒng)性能惡化,。而短波突發(fā)信道可近似為時(shí)不變或慢時(shí)變的多徑衰落信道,。
    本文采用三線FFT快速高精度載波估計(jì)算法，以基于RLS算法的分?jǐn)?shù)間隔均衡和內(nèi)置二階鎖相環(huán)的符號(hào)間隔判決反饋均衡的三級(jí)均衡器結(jié)構(gòu)完成信號(hào)定時(shí)和收斂,，實(shí)現(xiàn)解調(diào),。本文算法運(yùn)算量小，復(fù)雜度低,，能很好地改善信號(hào)質(zhì)量減小碼間干擾,，適用于短波突發(fā)信號(hào)的解調(diào)。但是對(duì)于時(shí)變較快和頻率選擇性衰落較大的惡劣短波信道,，則需要進(jìn)一步研究,。
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