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目前,我国森林火灾的常用监测方法是视频监控,而森林火灾危害的严重性使得森林火点的准确定位和火灾图像的高效传输对于尽快扑灭森林火灾,将火灾危害降至最低具有关键作用。本文设计的林火监控定位系统在林区通过无线方式传输火灾图像信号,为了降低设备的建设成本,林区云台采用太阳能供电,因此对电源转换效率提出了较高的要求,功率放大器需工作在饱和区,这样林区通信信道有了非线性特性。对于非线性信道,调制方式必须采用恒包络或准恒包络调制。此外,收发信机中带通滤波器的使用,又要求调制信号的频域性能好,即主瓣窄、旁瓣衰减快,这样调制信号才能占用很小的带宽无失真通过滤波器,从而信号包络的变化很小,保持包络准恒定,进一步满足林区通信信道非线性的要求。所以,本文首先在介绍森林防火定位系统和准恒定包络FQPSK(Feher-patented Quadrature Phase Shift Keying)调制体制研究的背景意义和国内外现状的基础上,给出林区电磁波传输路径损耗实测模型,以及森林防火定位系统的软硬件设计方案,其中本文设计的C均值聚类算法能够提高火点定位精度。然后,本文重点对林火图像传输FQPSK调制体制展开研究,对其调制解调方案、包络特性、星座图、频谱特性、误码率和带限非线性信道下的频谱扩展做了深入研究,并与QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)、OQPSK(Offset QPSK)和IJF-OQPSK(Inter-symbol Interference and Jitter Free Offset QPSK)调制方式对比,发现FQPSK调制的综合性能最好。在频带受限的非线性信道下,由于FQPSK调制包络恒定且频谱滚降快,其功率谱扩展最小,并且非线性高功放令FQPSK信号功率增益比QPSK平均高5d B,使其在林区比QPSK等调制方式能多传播33.35%的距离。所以,FQPSK具有高效的频谱效率、旁瓣衰减快、能量集中和包络准恒定等特性,非常适合太阳能供电条件下,林火监控图像传输使用。此外,本文基于普通FQPSK在包络上的缺陷,提出了改进型FQPSK网格编码调制基带映射波形方案,该方案抑制了普通FQPSK调制信号的包络起伏,做到包络的严格恒定,同时改进型FQPSK调制星座图变化轨迹更平滑,频谱旁瓣衰减更快,误码率也更低,性能相比普通FQPSK又有了提升。