近些年,隨著人類太空活動的日益頻繁,空間技術(shù)的迅猛發(fā)展,航天器艙體內(nèi)大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨笥悠惹�。而傳統(tǒng)通過有線電纜傳輸信息的方式占據(jù)寶貴空間、增加額外重量、加大了航天艙的設(shè)計難度和制造成本等缺點,逐漸成為航天器發(fā)展受限的重要因素之一。因此,探尋航天器內(nèi)無線通信方案,替換傳統(tǒng)數(shù)據(jù)電纜總線,并在太空艙內(nèi)復(fù)雜多徑信道下進(jìn)行大容量、高質(zhì)量數(shù)據(jù)傳輸是航天領(lǐng)域迫切需要解決的難題。MIMO-OFDM技術(shù)是當(dāng)前主流的通信技術(shù),其利用空域與頻域資源進(jìn)行空時編碼,從而在不增加發(fā)射功率或頻譜資源的情況下,有效提高通信系統(tǒng)的傳輸速率,減少誤碼率,增加了通信系統(tǒng)容量,十分適合應(yīng)用于太空艙體內(nèi)多節(jié)點,大容量通信。但太空艙體內(nèi)電磁波傳輸路徑復(fù)雜多變,由此導(dǎo)致多徑時延大大增加,信道頻率選擇性衰弱效應(yīng)明顯,影響了MIMO-OFDM系統(tǒng)的性能。時間反演(Time Reversal)是一種電磁領(lǐng)域新技術(shù),其獨有的“超分辨率聚焦”、“空-時同步聚焦”等特性,能有效應(yīng)用于太空艙體內(nèi)復(fù)雜電磁環(huán)境,極大地壓縮信道時延拓展,十分適用于太空艙體內(nèi)的無線通信。將其與MIMO-OFDM技術(shù)相結(jié)合,能夠顯著提升通信系統(tǒng)容量,減少系統(tǒng)復(fù)雜度。本文具體研究如下:首先,回顧了空間艙體內(nèi)無線研究的發(fā)展歷程,指出了當(dāng)前太空艙內(nèi)有線通信傳輸體制的缺陷,提出了將TR技術(shù)結(jié)合MIMO-OFDM技術(shù)應(yīng)用于太空艙內(nèi)無線通信方案,并通過公式推導(dǎo)論證了其可行性。隨后,通過仿真分析,與其它無線通信系統(tǒng)進(jìn)行性能對比,論證了其性能優(yōu)勢;并研究了調(diào)制階數(shù),信道時延等參數(shù)對系統(tǒng)性能影響。最后研究了TR-MIMO-OFDM系統(tǒng)的信道容量。其次,根據(jù)太空艙體內(nèi)豐富多徑環(huán)境,提出了一種艙體環(huán)境下基于時間反演的低復(fù)雜度、高傳輸速度空域聚焦TR-MIMO無線通信方法,進(jìn)行了理論推導(dǎo)和建模仿真。結(jié)果表明,其能在密集多徑環(huán)境下實現(xiàn)良好的通信性能。最后,本文基于軟件無線電平臺對TR-MIMO-OFDM系統(tǒng)進(jìn)行了模型構(gòu)建,在介紹本文使用的PicoSDR平臺的開發(fā)流程和平臺參數(shù)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用Simulink模塊搭建了其收發(fā)通信鏈路模型。搭建了密閉艙體內(nèi)TR-MIMO-OFDM實驗平臺,通過實驗對比驗證了TR-MIMO-OFDM系統(tǒng)的優(yōu)勢。利用軟件無線電平臺實現(xiàn)TR-MIMO-OFDM系統(tǒng)為走向?qū)嶋H應(yīng)用打下基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN92;V443.1
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要貢獻(xiàn)與創(chuàng)新
    1.4 論文結(jié)構(gòu)安排
第二章 TR-MIMO-OFDM無線通信基本理論
    2.1 OFDM原理與技術(shù)
        2.1.1 OFDM的調(diào)制解調(diào)
        2.1.2 循環(huán)前綴和保護間隔
        2.1.3 同步技術(shù)
        2.1.4 信道估計模塊
    2.2 MIMO技術(shù)
        2.2.1 空時分組碼
        2.2.2 V-BLAST編碼
    2.3 時間反演原理
    2.4 本章小結(jié)
第三章 TR-MIMO-OFDM系統(tǒng)建模及仿真分析
    3.1 TR-MIMO-OFDM系統(tǒng)模型建立
    3.2 TR-MIMO-OFDM系統(tǒng)性能分析
        3.2.1 不同調(diào)制方法的TR-MIMO-OFDM系統(tǒng)誤碼率分析
        3.2.2 不同最大多徑時延下的TR-MIMO-OFDM系統(tǒng)誤碼率分析
    3.3 TR-MIMO-OFDM系統(tǒng)信道容量分析
        3.3.1 收發(fā)天線數(shù)目對TR-MIMO-OFDM系統(tǒng)信道容量影響
        3.3.2 子載波數(shù)目對TR-MIMO-OFDM系統(tǒng)信道容量影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 TR-MIMO空間聚焦無線通信系統(tǒng)研究
    4.1 TR-MIMO空間聚焦無線通信系統(tǒng)基本原理
        4.1.1 TR-MIMO空間聚焦無線通信電磁原理分析
        4.1.2 TR-MIMO空間聚焦無線通信系統(tǒng)模型
    4.2 TR-MIMO空間聚焦無線通信系統(tǒng)性能分析
        4.2.1 TR-MIMO空間聚焦無線通信電磁仿真
        4.2.2 TR-MIMO空間聚焦系統(tǒng)信號傳輸仿真分析
        4.2.3 TR-MIMO空間聚焦無線通信判決算法研究
    4.3 本章小結(jié)
第五章 艙體環(huán)境下SDR-TR-MIMO無線通信系統(tǒng)實驗研究
    5.1 軟件無線電平臺架構(gòu)
    5.2 TR-MIMO-OFDM無線通信系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計
        5.2.1 TR-MIMO-OFDM無線通信系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計流程
        5.2.2 TR-MIMO-OFDM通信鏈路設(shè)計與建模
    5.3 TR-MIMO-OFDM 無線通信系統(tǒng)實驗
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 后期展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間研究成果

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 蘇暢;;淺談無線通信技術(shù)在新時代背景下在石油化工行業(yè)的應(yīng)用[J];信息系統(tǒng)工程;2019年08期

2 馬玉忠;;無線通信航標(biāo)燈系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理、運行及管理[J];石家莊理工職業(yè)學(xué)院學(xué)術(shù)研究;2015年03期

3 張奎昭;;淺談無線通信技術(shù)的發(fā)展趨勢[J];數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用;2018年10期

4 張奎昭;;淺談無線通信技術(shù)的發(fā)展趨勢[J];數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用;2018年11期

5 張然;;試論5G無線通信技術(shù)的應(yīng)用前景[J];電子世界;2019年01期

6 萬偉;;論現(xiàn)代無線通信技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展研究[J];數(shù)字通信世界;2019年02期

7 方旭;伍尚軒;;無線通信工程的特點、現(xiàn)狀、發(fā)展研究[J];信息技術(shù)與信息化;2019年02期

8 王瑩;牛曉妍;王建敏;付興;;無線通信技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J];農(nóng)家參謀;2019年08期

9 黎云杏;全健;謝培全;;無線通信工程和維護的研究方式與分析過程[J];科技資訊;2019年15期

10 梁加健;;無線通信工程和維護的研究方式與分析過程[J];中國新通信;2019年13期

1 席亞飛;;5G無線通信技術(shù)發(fā)展跟蹤與分析[A];2017年7月建筑科技與管理學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2017年

2 ;四川學(xué)會召開2015年無線通信學(xué)術(shù)交流會[A];四川省通信學(xué)會2015年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2015年

3 ;簡訊:四川學(xué)會無線通信專委會召開換屆及學(xué)術(shù)交流會議[A];四川省通信學(xué)會2014年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2014年

4 李冰琪;;近距離無線通信技術(shù)及其應(yīng)用淺析[A];2012全國無線及移動通信學(xué)術(shù)大會論文集（上）[C];2012年

5 ;關(guān)于四川省通信學(xué)會無線通信專業(yè)委員會掛靠單位調(diào)整和換屆有關(guān)情況的通報[A];四川省通信學(xué)會2014年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2014年

6 王化磊;潘成康;;綠色無線通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[A];第十七屆全國青年通信學(xué)術(shù)年會論文集[C];2012年

7 ;加強數(shù)字化 信息化 現(xiàn)代化建設(shè) 切實提高水上應(yīng)急無線通信與指揮能力[A];突發(fā)公共事件應(yīng)急信息系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用——第二屆中國政府電子政務(wù)論壇論文集[C];2005年

8 李明亮;王聰;;傳輸速率為10Gbps的太赫茲無線通信系統(tǒng)研究[A];第二十九屆中國控制會議論文集[C];2010年

9 劉潔;;短距離無線通信技術(shù)[A];廣東省通信學(xué)會2006年度學(xué)術(shù)論文集[C];2007年

10 張雯;楊延嵩;;基于無線通信系統(tǒng)的多路數(shù)據(jù)傳輸中的天線技術(shù)研究[A];中國計算機用戶協(xié)會網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用分會2018年第二十二屆網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)與應(yīng)用年會論文集[C];2018年

1 本報記者 遙歌;企業(yè)無線通信步入2.0時代[N];人民郵電;2017年

2 本報記者 徐姍姍;華為引領(lǐng)企業(yè)無線通信2.0時代[N];通信產(chǎn)業(yè)報;2017年

3 ;上海郵通加緊介入無線通信[N];中國證券報;2002年

4 卿晰;快樂著新一代無線通信[N];中國電腦教育報;2005年

5 記者 范毅波;亞太無線通信高增長[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2000年

6 周曉娟;光載無線通信鋪路全國性物聯(lián)網(wǎng)[N];通信產(chǎn)業(yè)報;2009年

7 李寶杰　崔靜　文濤;手機之父：手機應(yīng)回歸通信，回歸便宜[N];新華每日電訊;2005年

8 ;朗訊科技貝爾實驗室對無線通信發(fā)展的展望（二）（待續(xù)）[N];科技日報;2000年

9 ;朗訊科技貝爾實驗室對無線通信發(fā)展的展望（六）[N];科技日報;2000年

10 ;全面加強公安無線通信建設(shè)[N];人民公安報;2003年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 袁方超;能量采集無線通信系統(tǒng)傳輸理論與關(guān)鍵技術(shù)[D];南京郵電大學(xué);2016年

2 沈夢魁;無線通信中的室內(nèi)中繼技術(shù)及其關(guān)鍵器件研究[D];電子科技大學(xué);2018年

3 劉思明;毫米波光載無線通信系統(tǒng)鏈路優(yōu)化及其信道均衡技術(shù)的研究[D];北京郵電大學(xué);2019年

4 謝志鵬;基于光子信號處理技術(shù)的高性能光載無線通信系統(tǒng)的研究[D];北京郵電大學(xué);2018年

5 武剛;多入多出無線通信中的信道模型、空時編碼及關(guān)鍵技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2004年

6 李靜;低信噪比無線通信信號非合作接收技術(shù)研究[D];中國人民解放軍信息工程大學(xué);2005年

7 陳鵬;分布式無線通信系統(tǒng)性能分析與優(yōu)化策略研究[D];北京郵電大學(xué);2006年

8 李凡;無線通信中的混合ARQ技術(shù)研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

9 金江;多入多出無線通信系統(tǒng)優(yōu)化發(fā)送與接收技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2006年

10 董立珉;星間/星內(nèi)無線通信技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王蠻實;穿巖無線通信技術(shù)研究[D];西安科技大學(xué);2018年

2 韓爍;艙體環(huán)境下SDR-TR-MIMO無線通信系統(tǒng)建模與實現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2019年

3 潘琳;基于TD-LTE的城市軌道交通車地?zé)o線通信綜合業(yè)務(wù)承載方案研究[D];鄭州大學(xué);2019年

4 李晨;混沌理論在無線通信中的應(yīng)用研究[D];西安理工大學(xué);2016年

5 李鵬;專網(wǎng)無線通信在煤礦中的應(yīng)用與研究[D];西安電子科技大學(xué);2018年

6 莊曉燕;高可靠性的工業(yè)現(xiàn)場無線通信系統(tǒng)研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2019年

7 任帥;無線通信衰落信道建模及其在信道仿真器中的應(yīng)用[D];合肥工業(yè)大學(xué);2018年

8 沈琛;60GHz脈沖無線通信系統(tǒng)多址資源分配方案研究[D];北京信息科技大學(xué);2018年

9 李蓬勃;光伏電站中無線通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];河北工業(yè)大學(xué);2017年

10 譚鍇;基于能量采集的中繼無線通信網(wǎng)絡(luò)資源分配技術(shù)研究[D];南京郵電大學(xué);2018年

本文編號：2835015