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在快衰信道下,基于相干检测的传输方案,其有效数据速率和误比特率性能都有大幅降低,接收机实现复杂。而非相干检测则无需信道估计,且实现简单。鉴于此,本文的研究对象即是基于非相干检测的调制方案。 目前,非相干检测调制方案主要有两类,一类采用非相干能量检测,如OFDM-MFSK,OFDM multitone FSK(记作OFDM-N/MFSK),一类则采用差分检测,如 OFDM-DPSK, OFDM-DAPSK。其中, OFDM-MFSK的频谱效率较低,而OFDM-N/MFSK的功率效率较低,另外差分调制方案(DPSK、DAPSK)的误比特率性能则较差。针对以上问题,本文提出了两种非相干检测调制方案——OFDM-(n+m)/MFSK和差分球调制,它们对信道的快速时变具有鲁棒性,可实现高速移动环境下的无线通信。具体而言,本文的主要研究工作包括: 1、提出一种新的OFDM multitone FSK调制方案,记作OFDM-(n+m)/MFSK。解决了以往OFDM-MFSK方案低频谱效率,而OFDM-N/MFSK方案低功率效率的问题,其综合性能好于已有方案,包括频谱效率、功率效率和误比特率性能。 2、在OFDM-(n+m)/MFSK的基础上,讨论了最优映射问题,将其归结为一个最优化式的求解,并给出了“双格雷”映射。双格雷映射可以看作是最优映射问题的有效近似解决,它能够提高误比特率性能,这一思路对其它传输方案也具有一定的借鉴意义。 3、提出基于相对码的差分调制描述方法。现有文献对差分调制的描述都是依靠查找表,当DPSK的相数或DAPSK的状态数较大时,查找表将变得很大,使得描述相当不便。另外,现有文献对于各差分调制的描述也缺乏统一性。对此,本文提出基于相对码的差分调制描述方法,它使差分调制的描述简洁、统一,并为差分调制向更高维度、更多参数的扩展提供了便利。 4、提出一种差分球调制。它将星座点布于三维空间的各层球面,通过在球面半径、方位角、俯仰角上分别进行差分调制来得到整个输出符号,与现有差分调制方案相比,它具有更大的最小欧氏距离,能够获得更好的误比特率性能。