【摘要】：隨著寬帶多媒體業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，很多衛(wèi)星通信系統(tǒng)工作于Ku/Ka波段，而在此波段，衛(wèi)星信道的雨衰問題非常嚴(yán)重。為了減小雨衰的影響，衛(wèi)星自適應(yīng)傳輸?shù)难芯砍蔀榱藷狳c(diǎn)。本文主要研究了衛(wèi)星自適應(yīng)傳輸中的關(guān)鍵技術(shù)，包括系統(tǒng)容量分析、編碼調(diào)制方式選擇、衛(wèi)星多波束功率分配技術(shù)、低信噪比下編碼輔助幀同步技術(shù)、高精度編碼輔助實(shí)時(shí)信道估計(jì)技術(shù)等，并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了低復(fù)雜度的寬帶衛(wèi)星自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)器。本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)和貢獻(xiàn)分為以下幾個(gè)方面： 1.分析了衛(wèi)星自適應(yīng)傳輸?shù)南到y(tǒng)容量，提出了兩種編碼調(diào)制方式選擇算法和一種衛(wèi)星多波束動(dòng)態(tài)功率分配算法，顯著提高了衛(wèi)星自適應(yīng)傳輸?shù)念l譜效率。從理論方面分析了衛(wèi)星自適應(yīng)傳輸系統(tǒng)的系統(tǒng)容量，為衛(wèi)星自適應(yīng)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了理論參考；根據(jù)衛(wèi)星信道的雨衰統(tǒng)計(jì)模型，分別提出了基于統(tǒng)計(jì)概率最大原則和基于相對(duì)頻譜效率損失最小原則的編碼調(diào)制方式選擇算法，可使衛(wèi)星自適應(yīng)傳輸系統(tǒng)采用較少的編碼調(diào)制方式獲得較高的系統(tǒng)容量；提出了一種基于粒子群優(yōu)化（PSO）的衛(wèi)星天線多波束動(dòng)態(tài)功率分配算法，，該算法獲得的系統(tǒng)容量兩倍于固定功率分配獲得的系統(tǒng)容量。 2.提出了一種低復(fù)雜度的編碼輔助幀同步算法，并推導(dǎo)了該編碼輔助幀同步算法的平均捕獲時(shí)間和平均確認(rèn)失步時(shí)間。首先，提出了一種基于LDPC碼約束條件的低復(fù)雜度編碼輔助幀同步算法。該算法依據(jù)信道硬判決和LDPC碼約束條件進(jìn)行幀捕獲，并且利用LDPC碼的譯碼信息進(jìn)行幀跟蹤，其捕獲和跟蹤性能優(yōu)于基于導(dǎo)頻輔助的幀同步算法。最后，推導(dǎo)并且仿真了該編碼輔助幀同步算法的平均捕獲時(shí)間和平均確認(rèn)失步時(shí)間，為編碼輔助幀同步算法的工程設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)提供了理論依據(jù)。 3.提出了兩種高精度的編碼輔助APSK信號(hào)信噪比估計(jì)算法，并且推導(dǎo)了編碼輔助APSK信號(hào)信噪比估計(jì)的克拉美羅限，提供了理論性能極限。首先，基于最大似然準(zhǔn)則，從理論上推導(dǎo)了編碼輔助APSK信號(hào)信噪比估計(jì)算法的表達(dá)式；其次，考慮到上述算法中譯碼器和信噪比估計(jì)器之間的耦合關(guān)系，提出了一種基于期望最大（EM）算法的編碼輔助APSK信號(hào)迭代信噪比估計(jì)算法，并推導(dǎo)了該算法的閉式表達(dá)式，在低信噪比下該算法的估計(jì)精度明顯優(yōu)于傳統(tǒng)算法，為衛(wèi)星自適應(yīng)傳輸提供了高精度的信道估計(jì)；最后，推導(dǎo)了編碼輔助APSK信號(hào)信噪比估計(jì)的克拉美羅限，驗(yàn)證了上述兩種算法的有效性，并為編碼輔助APSK信號(hào)信噪比估計(jì)提供了理論性能極限。 4.提出了低復(fù)雜度的幀同步、載波相位同步和信噪比估計(jì)算法，研制了低復(fù)雜度的寬帶自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)器，其測試結(jié)果滿足系統(tǒng)指標(biāo)要求。設(shè)計(jì)了具有分布式和結(jié)構(gòu)化導(dǎo)頻的物理層幀結(jié)構(gòu)，其中每幀符號(hào)數(shù)相等且獨(dú)特字（UW）與導(dǎo)頻段之間符號(hào)數(shù)相等，使得接收機(jī)同步的復(fù)雜度顯著降低；提出了一種改進(jìn)的聯(lián)合幀頭和導(dǎo)頻的差分幀同步算法，提高了原算法的檢測性能，并降低了捕獲時(shí)間；提出了一種基于線性插值的聯(lián)合UW段和導(dǎo)頻段輔助的載波相位同步算法，在較低復(fù)雜度下提高了同步精度；提出了低復(fù)雜度的非數(shù)據(jù)輔助信噪比估計(jì)算法，與傳統(tǒng)算法相比，其實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度顯著降低；研制了低復(fù)雜度的寬帶自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)器，對(duì)其進(jìn)行基帶環(huán)路性能、中頻環(huán)路性能和自適應(yīng)傳輸性能測試，測試結(jié)果滿足指標(biāo)要求，驗(yàn)證了算法的有效性。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN927.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2288978