AWGN信道中基于時頻分布的超窄帶解調算法

第５０卷第５期

２０１０年５月

電訊技術

Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｍａｖ ２Ｏ１０

Ｖ０１．５０ Ｎｏ．５

文章編號：１００１—８９３Ｘ（２０１０）０５—００４３—０４

ＡＷＧＮ信道中基于時頻分布的超窄帶解調算法

王紅星 ，王洪利２，毛忠陽 ，王 陽。

（１．海軍航空工程學院電子與信息工程系，山東煙臺２６４００１；

２．海軍航空工程學院研究生管理大隊，山東煙臺２６４００１；３．解放軍９４３２６部隊，濟南２５００２３）

摘要：針對脈沖位置相位翻轉鍵控（Ｐｕｌｓｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｐｈａｓｅ Ｒｅｖｅｒｓａｌ Ｋｅｙｉｎｇ，３ＰＲＫ）調制的解調問題，基

于時頻分析方法，對３ＰＲＫ信號的偽魏格納一威利（ＰＷＶＤ）分布特性進行了詳細分析，建立了３ＰＲＫ

調制信號相位突變與岡 Ｄ分布幅度的關系模型，利用該模型提出了一種新的基于ＰｗＶＤ分布的

３ＰＲＫ調制解調算法，并對該解調算法性能進行了仿真分析。仿真結果驗證了該算法的有效性。

關鍵詞：超窄帶解調；頻帶利用率；相位突變；３ＰＲＫ調制；ＰＷＶＤ分布

中圖分類號：ＴＮ９１１ 文獻標識碼：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—８９３ｘ．２０１０．０５．００９

Ａｎ Ｕｌｔｒａ Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ

Ｔｉｍｅ—Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ

ＷＡＮＧ Ｈｏｎｇ－ｘｉｎｇ ，ＷＡＮＧ Ｈｏｎｇ—ｌｉ２ＭＡＯ Ｚｈｏｎｇ—ｙａｎｇ ，ＷＡＮＧ Ｙａｎｇ。

，

（１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｉｒｆｏｎｎａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｖａｌ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，

Ｙａｎｔａｉ ２６４００１，Ｃｈｉｎａ；２．Ｇｒａｄｕａｔｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ，Ｎａｖａｌ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，

Ｙａｎｔａｉ ２６４００１，Ｃｈｉｎａ；３．Ｕｎｉｔ ９４３２６ ｏｆ ＰＬＡ，Ｊｉｎａｎ ２５００２３，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ３ＰＲＫ（Ｐｕｌｓｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｐｈａｓｅ Ｒｅｖｅｒｓａｌ Ｋｅｙｉｎｇ）ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ

ＰＷＶＤ ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ３ＰＲＫ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌｓ ｉＳ ａｎａｌｙｓｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｉｍｅ—ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ ｒｅｌａ

ｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｂｅｔｗｅｅｎ ａｂｒｕｐｔ ｐｈａｓｅ ｃｈａｎｇｅ ａｎｄ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｏｆ Ｐ ⅣＤ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ３ＰＲＫ ｓｉｇｎａｌｓ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．ａｎｄ

ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｉｓ ｍｏｄｅ１．ａ ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ ３ＰＲＫ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＰＷＶＤ ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎ ｉＳ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅ ｖａｌｉｄｉｔｙ

０ｆ ｔｈｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉＳ ｐｒｏｖｅｄ ｂｙ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｕｌｔｒａ ｎａｌＴＯＷ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ（ＵＮＢ）ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｅｆｉｃｉｆｅｎｃｙ；ａｂｒｕｐｔ ｐｈａｓｅ ｃｈａｎｇｅ；３ＰＲＫ

ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＰＷＶＤ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ

的重要。

１ 引 言

通信系統定義為信息的傳輸系統，通信的目的

就是可靠和有效地傳輸信息。頻帶利用率（歸一化

美國電子工程師Ｈａｒｏｌｄ Ｒ．Ｗａｌｋｅｒ在１９８５年提

出超窄帶（Ｕｌｔｒａ Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ，ＵＮＢ）通信…１。據

Ｗａｌｋｅｒ發表的文獻稱，其頻帶利用率可達

３０ ｂｉｔ／ｓ?Ｈｚ 甚至更高＿２Ｊ，而且不會像Ｓｈａｎｎｏｎ信道

容量公式所預言的那樣，發射信號所需的信噪比隨

為１ Ｈｚ帶寬，每秒可傳輸的比特數）是衡量通信系統

有效性的指標，也可以說是衡量無線通信技術先進

性的關鍵指標，而無線頻譜資源的寶貴尤顯有效性

著頻帶利用率的增大而迅速增加，只需要滿足傳統

的二進制相移鍵控（ＢＰＳＫ）的信噪比要求即可。隨

＊收稿日期：２０１０—０１—２６；修回日期：２０１０—０３—０９

基金項目：國家自然科學基金資助項目（６０７７２０５６）

Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｉｔｅｍ：Ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ（Ｎｏ．６０７７２０５６）

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