衛(wèi)星通信自從上世紀60年代被提出以來經(jīng)歷了50多年的發(fā)展歷程,已經(jīng)從最初的模擬低帶寬通信逐步發(fā)展到了具有高通信質量的數(shù)字通信系統(tǒng),并且在應急通信,天地一體化等諸多方面得到了廣泛應用。Ka波段衛(wèi)星通信作為一種高頻段的衛(wèi)星通信手段由于其工作頻段較高、可利用帶寬大的優(yōu)點成為了當下的一個研究熱點。為了克服Ka波段衛(wèi)星通信雨衰帶來的影響往往采用自適應編碼調制技術避免系統(tǒng)資源的浪費,信噪比估計作為自適應編碼調制系統(tǒng)中的重要一環(huán)對其能否根據(jù)當前信道真實狀態(tài)選擇相應鏈路參數(shù)尤為重要。針對現(xiàn)存信噪比估計算法在高頻段衛(wèi)星通信系統(tǒng)中效率以及估計效果較差的問題,本文主要對能應用在高頻段衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的信噪比估計算法進行深入研究并進行改進,使之適用于Ka波段衛(wèi)星自適應編碼調制通信系統(tǒng),準確估計當前通信信道狀態(tài)�；谝陨险撌�,本文具體做了以下幾個方面的研究。首先分析了Ka波段衛(wèi)星通信信號在傳播過程中收到的各種衰減,重點分析了降雨對于Ka波段衛(wèi)星通信的影響。為了克服雨衰問題采取自適應編碼調制技術,介紹了Ka波段衛(wèi)星自適應編碼調制通信系統(tǒng)的物理層架構,研究了基于ITU-R模型的Ka波段衛(wèi)星自適應編碼調制通信系統(tǒng)的信道模型,仿真得到了降水不同、信噪比范圍不同地區(qū)的信噪比變化時序列,為后文研究Ka波段衛(wèi)星自適應編碼調制通信系統(tǒng)中信噪比估計算法打下了基礎。其次本文重點對分離符號矩信噪比估計算法進行了研究并分析其性能,在此基礎上,研究分析了各信噪比范圍內的最優(yōu)分離符號矩估計器。基于以上分析改進了分離符號矩信噪比估計算法,使之適用于Ka波段衛(wèi)星自適應編碼調制通信系統(tǒng)并提高其信噪比估計性能。最后針對自適應衛(wèi)星通信編碼調制系統(tǒng)中估計信噪比信息回傳時延較大,導致估計信噪比受雨衰影響的問題,詳細介紹了回聲狀態(tài)網(wǎng)絡的原理,并用該網(wǎng)絡對所估計的信噪比結果進行預測,克服Ka波段衛(wèi)星ACM通信系統(tǒng)中信噪比估計的遲滯問題。同時,針對所構建的回聲狀態(tài)網(wǎng)絡魯棒性不高的問題,修改網(wǎng)絡參數(shù)進而提高網(wǎng)絡的魯棒性減少“病態(tài)”頻率,引入差分遺傳算法以較少的尋優(yōu)迭代次數(shù)對參數(shù)進行尋優(yōu),簡化尋優(yōu)過程。
【學位單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TN927.2
【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 論文背景及意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 Ka波段衛(wèi)星通信發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 自適應編碼調制系統(tǒng)
        1.2.3 信噪比估計技術
    1.3 論文主要研究內容與安排
第2章 Ka波段衛(wèi)星信道模型與ACM系統(tǒng)物理層架構
    2.1 衛(wèi)星通信空間傳播主要特征及主要衰減來源
        2.1.1 自由空間傳播損耗
        2.1.2 云霧吸收損耗
        2.1.3 大氣中吸收
        2.1.4 降雨影響
    2.2 基于ITU-R雨衰模型的衛(wèi)星通信信道模型
        2.2.1 ITU-R模型
        2.2.2 Ka波段雨衰減統(tǒng)計分布特性
        2.2.3 雨衰信道模型
    2.3 自適應編碼調制系統(tǒng)
    2.4 本章小結
第3章 分離符號矩的信噪比估計算法及其優(yōu)化
    3.1 傳統(tǒng)信噪比盲估計算法
        3.1.1 ML信噪比估計
        3.1.2 M2-M4信噪比估計
        3.1.3 多項式擬合法信噪比估計
        3.1.4 傳統(tǒng)信噪比估計方法性能分析
    3.2 分離符號矩信噪比估計算法
        3.2.1 分離符號矩估計實現(xiàn)原理
        3.2.2 分離符號矩估計性能分析
        3.2.3 最優(yōu)SSME信噪比估計器及其性能分析
    3.3 改進的SSME信噪比估計算法
        3.3.1 簡化的最優(yōu)SSME信噪比器
        3.3.2 衛(wèi)星ACM通信系統(tǒng)中SSME改進方法
        3.3.3 改進SSME信噪比估計算法性能分析
    3.4 本章小結
第4章 基于回聲狀態(tài)網(wǎng)絡的信噪比估計技術優(yōu)化
    4.1 利用ESN網(wǎng)絡解決回傳時延可行性分析
    4.2 傳統(tǒng)回聲狀態(tài)網(wǎng)絡原理
        4.2.1 ESN網(wǎng)絡的建立
        4.2.2 ESN網(wǎng)絡的訓練
        4.2.3 使用ESN網(wǎng)絡預測目標向量
    4.3 改進回聲狀態(tài)網(wǎng)絡預測信噪比序列
    4.4 問題與改進
        4.4.1 問題分析
        4.4.2 ESN網(wǎng)絡特性分析
        4.4.3 問題改進
    4.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝

【參考文獻】

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本文編號：2855955