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在航空通信系统中,成形偏移四相相移键控(SOQPSK)信号以其完全恒定包络、高频谱利用率、高功率利用率等一系列优点被多个国际标准所采用。但是随着航空通信系统数据传输速率的不断提高,SOQPSK信号在多径衰落信道中传输时,会受到严重的码间干扰的影响,因此在接收机进行信号解调之前必须对其进行均衡以补偿多径衰落信道对信号产生的影响。而单载波频域均衡(SCFDE:Single Carrier Frequency Domain Equalization)技术可以在保持低峰均比和低频偏敏感特性的基础上,以较低的复杂度实现均衡。因此将二者结合起来可以使SOQPSK恒定包络特性及SCFDE的抗衰落能力最大化,基于SOQPSK的单载波频域均衡技术的研究具有重要的意义。本文重点研究基于SOQPSK的单载波频域均衡的以下三个方面:针对SOQPSK-TG信号的循环数据块构造,本文首先研究了SOQPSK-TG的信号模型,包括信号描述和状态矢量表示。接着,研究了SOQPSK-TG信号循环数据块构造的两种方法:基于状态归零的intrafix符号构造和基于信号状态矢量的intrafix符号构造。之后在以上两种构造方法的基础上,提出了一种改进的信号状态矢量intrafix符号构造。三种方法通过添加一定的附加符号,所构造的数据块均满足循环卷积特性和相位连续特性;从所需的附加符号开销而言,所提出的改进的信号状态矢量intrafix符号构造方法开销最小,减少了带宽的浪费。针对基于SOQPSK-TG信号的SCFDE系统的接收机,本文首先在研究将二进制CPM信号的Laurent PAM分解扩展到三进制CPM信号的基础上,研究了SOQPSK-TG信号的Laurent PAM分解;接着研究了AWGN信道下,SOQPSK-TG信号基于Laurent PAM分解的四状态简化解调,并进行仿真分析;之后研究了在衰落信道下,SOQPSK-TG单载波频域均衡分别基于Laurent PAM分解和基于过采样(不分解)的接收机模型,并对它们进行了仿真与分析。针对基于SOQPSK-TG信号的SCFDE系统的信道估计,本文首先研究了导频的设计;在此基础上,接着研究了几种经典的信道估计算法,理论分析和仿真结果表明频域估计方法中LMMSE估计性能最好,复杂度最高,LS估计性能最差,复杂度最低;针对频域LMMSE所存在的缺点,研究了一种只需估计信道时域特性和平均信噪比的改进的频域LMMSE信道估计算法;理论分析和仿真结果表明,该算法的估计性能在传统的频域LMMSE和频域LS信道估计算法之间,但是它降低了计算复杂度,并且不需知道任何有关信道的先验信息。