EBPSK-MODEM的抗单径瑞利衰落算法

扩展的二元相移键控(Extended Binary Phase Shift Keying, EBPSK)是一种高效调制方式，针对冲击滤波器可将EBPSK调制信息转化为幅度冲击的特点并引入插值思想，本文提出了两种抗单径瑞利衰落算法：插值估计衰落因子和插值估计判决门限。仿真结果表明，这两种算法对EBPSK-MODEM系统的性能均有不同程度改善，其中以插值估计判决门限算法对系统的性能改善效果优于插值估计衰落因子算法。

随着信息社会迅速发展，人们对数据传输速率的要求越来越高，然而空中频谱资源有限，所以需要更有效地利用频谱资源[1]。扩展的二元相移键控(Extended Binary Phase Shift Keying, EBPSK)是一种二元不对称调制[2]，具有高频谱利用率，在加性高斯白噪声(Additive White Gaussian Noise, AWGN)信道中性能良好。

然而在高速移动坏境下，由于发射机和接收机之间的高速相对运动带来多普勒效应[3]，使得传输信道快速时变，从而严重影响通信性能，典型以单径瑞利衰落信道为代表。经典的抗单径瑞利衰落技术如自适应信道均衡最小均方(Least mean squares, LMS)算法、递归最小二乘(Recursion Least Square, RLS)算法等，是基于基带的“星座图”均衡处理的，然而EBPSK 调制信号不同于传统的调制信号，不易转换为传统意义上“星座图”，所以经典的抗单径瑞利衰落方法并不适用于EBPSK 通信系统[4]-[6]。在文献[3]提出了两种用于EBPSK 的抗单径瑞利衰落算法：自动跟踪判决门限算法和自动控制增益算法， 在一定程度上提升了EBPSK 系统在瑞利衰落信道下的传输性能，但其鲁棒性不强，深度衰落时改善效果不明显。

因此，探索新的抗单径瑞利衰落技术对于EBPSK 体制走向实用具有重大意义 本文首先介绍EBPSK 调制与解调原理和单径瑞利衰落信道建模；然后提出两种基于EBPSK 的抗单径瑞利衰落算法：插值估计衰落因子和插值估计判决门限；最后对这两种算法的误码率性能进行仿真和对比分析，结果表明，两种算法均提升了EBPSK 系统在单径瑞利衰落信道中的传输性能。

2. 基本原理 2.1. EBPSK 调制与解调 经典的二进制相移键控调制(Binary Phase Shift Keying, BPSK)是0~1 对称的，能够完全抑制载波，但其频谱利用率低；而EBPSK 将BPSK 扩展为非对称调制，使已调波形近乎正弦波。EBPSK 调制信号波形表达式如下[2] ( )( )()01sin, 0sin, 0,0πsin, cccftAttTBttftAttTωωθτθωτ=≤<+≤<≤≤= ≤< (1) 其中， T 为码元持续时间， N 为T 内的载波周期个数；τ 为键控持续时间， K 为τ 内的载波周期个数且KN≤。

EBPSK 调制信号的“0”和“1”码元波形差异小，即( )0ft 和( )1ft 只在时段τ 内不同。一类特殊的无限冲激响应(Infinite Impulse Response, IIR)数字带通滤波器可突出这种细小差异，称之为冲击滤波器，由一