本文關(guān)鍵詞：空天信息網(wǎng)絡(luò)寬帶多址接入技術(shù)研究

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【摘要】：隨著航空航天技術(shù)的發(fā)展,構(gòu)建空天信息網(wǎng)絡(luò),獲取空天信息優(yōu)勢(shì),已經(jīng)成為各個(gè)航天大國(guó)競(jìng)相追逐的目標(biāo)�？仗煨畔⒕W(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)是空天信息傳輸網(wǎng)絡(luò),核心是構(gòu)建天基骨干傳輸網(wǎng),實(shí)現(xiàn)各種空天平臺(tái)的接入與互聯(lián)互通。與現(xiàn)有的衛(wèi)星通信系統(tǒng)相比,未來空天信息傳輸網(wǎng)絡(luò)支持的終端類型、業(yè)務(wù)類型、服務(wù)質(zhì)量要求更為豐富。未來空天信息網(wǎng)絡(luò)支持的平臺(tái)類型包括:衛(wèi)星、導(dǎo)彈、飛船、高超聲速飛行器等,不同平臺(tái)的軌道高度、運(yùn)行軌跡以及機(jī)動(dòng)能力差異很大,對(duì)通信傳輸?shù)男枨笠泊嬖谳^大差異,但各類平臺(tái)都對(duì)寬帶高速接入有著強(qiáng)烈需求�，F(xiàn)有空天測(cè)控通信系統(tǒng)能夠較好的支持單址高速以及多址低速等測(cè)控通信服務(wù),但實(shí)現(xiàn)多址高速接入的體制還不成熟。因此,為保證接入終端能夠高速、可靠地進(jìn)行大容量的數(shù)據(jù)收發(fā),提出適用于空天信息網(wǎng)絡(luò)的寬帶多址接入體制并開展相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的研究就顯得尤為迫切。針對(duì)這一需求,本文首先構(gòu)建了以GEO衛(wèi)星為接入點(diǎn)的空天信息網(wǎng)絡(luò)寬帶多址接入模型,對(duì)臨近空間平臺(tái)、導(dǎo)彈、低軌衛(wèi)星等典型接入平臺(tái)的接入鏈路特性進(jìn)行了仿真分析,包括鏈路的傳輸距離、運(yùn)行速度以及多普勒頻移等,為空天信息網(wǎng)絡(luò)的多址接入體制設(shè)計(jì)提供研究依據(jù)。其次,針對(duì)空天信息網(wǎng)絡(luò)接入鏈路的特點(diǎn),提出采用連續(xù)相位調(diào)制(Continuous Phase Modulation,CPM)和頻分多址(Frequency Division Multiplexing Access,FDMA)相結(jié)合的體制即CPM-FDMA體制,實(shí)現(xiàn)空天信息網(wǎng)絡(luò)寬帶多址接入,分析比較了CPM信號(hào)在功率利用率、頻譜利用率等方面的優(yōu)勢(shì),并深入研究了CPM-FDMA性能;在此基礎(chǔ)上,針對(duì)FDMA體制中存在的非線性缺陷,將柔性衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器模型引入系統(tǒng)中,提出一種簡(jiǎn)便且可靠性高的鏈路資源分配算法,即基于自適應(yīng)罰函數(shù)的改進(jìn)性遺傳算法,一方面優(yōu)化了衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器各個(gè)子信道增益,減少了衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器載波功率之間的差別,另一方面通過選取合適的工作點(diǎn)Z改善了柔性轉(zhuǎn)發(fā)器中的高功放的非線性效應(yīng)問題,仿真分析其性能全面優(yōu)于經(jīng)典算法。
【關(guān)鍵詞】：空天信息網(wǎng)絡(luò) 連續(xù)相位調(diào)制 頻譜效率 頻分多址 改進(jìn)性遺傳算法 數(shù)字信道化器
【學(xué)位授予單位】：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V443.1;TN927
【目錄】：

• 摘要9-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 緒論12-19
• 1.1 論文研究背景及意義12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)13-17
• 1.2.1 空天信息傳輸網(wǎng)絡(luò)概述13-14
• 1.2.2 天基網(wǎng)絡(luò)多址測(cè)控技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 空天測(cè)控網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)15-16
• 1.2.4 衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器特點(diǎn)及發(fā)展現(xiàn)狀16-17
• 1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容17-19
• 第二章 空天信息網(wǎng)絡(luò)多址接入系統(tǒng)研究19-38
• 2.1 空天信息網(wǎng)絡(luò)多址接入鏈路特性研究19-26
• 2.1.1 空天信息網(wǎng)絡(luò)多址接入模型19-20
• 2.1.2 低軌衛(wèi)星接入鏈路特性20-21
• 2.1.3 彈道導(dǎo)彈接入鏈路特性21-23
• 2.1.4 超高速轟炸機(jī)接入鏈路特性23-24
• 2.1.5 臨近空間平臺(tái)接入鏈路特性24-25
• 2.1.6 空天信息網(wǎng)絡(luò)多址接入鏈路分析25-26
• 2.2 空天信息網(wǎng)絡(luò)多址體制研究26-31
• 2.2.1 頻分多址26-28
• 2.2.2 時(shí)分多址28-29
• 2.2.3 碼分多址29-30
• 2.2.4 多址接入體制選擇30-31
• 2.3 空天信息網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng)星載轉(zhuǎn)發(fā)器體制設(shè)計(jì)31-37
• 2.3.1 透明轉(zhuǎn)發(fā)器31-32
• 2.3.2 再生式轉(zhuǎn)發(fā)器32-33
• 2.3.3 數(shù)字信道化轉(zhuǎn)發(fā)器33-34
• 2.3.4 轉(zhuǎn)發(fā)器體制選擇34-37
• 2.4 本章小結(jié)37-38
• 第三章 基于CPM-FDMA的空天信息網(wǎng)絡(luò)接入體制研究38-54
• 3.1 連續(xù)相位調(diào)制38-44
• 3.1.1 連續(xù)相位調(diào)制的基本概念38-41
• 3.1.2 CPM相位狀態(tài)和關(guān)聯(lián)狀態(tài)41-42
• 3.1.3 CPM信號(hào)的功率譜42-44
• 3.2 CPM-FDMA系統(tǒng)設(shè)計(jì)44-52
• 3.2.1 CPM信號(hào)與QPSK信號(hào)對(duì)比45-47
• 3.2.2 CPM-FDMA系統(tǒng)47-50
• 3.2.3 CPM-FDMA系統(tǒng)的驗(yàn)證50-52
• 3.3 本章小結(jié)52-54
• 第四章 基于天基寬帶多址接入鏈路的功率分析54-74
• 4.1 多載波柔性轉(zhuǎn)發(fā)器衛(wèi)星系統(tǒng)54-58
• 4.1.1 基于柔性轉(zhuǎn)發(fā)器的衛(wèi)星系統(tǒng)模型54-56
• 4.1.2 衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器鏈路可支持性56-57
• 4.1.3 多載波衛(wèi)星系統(tǒng)鏈路性能度量指標(biāo)57-58
• 4.2 基于遺傳算法的轉(zhuǎn)發(fā)器功率分配算法58-64
• 4.2.1 基本遺傳算法實(shí)現(xiàn)過程58-59
• 4.2.2 基于自適應(yīng)罰函數(shù)的改進(jìn)遺傳算法59-64
• 4.2.3 改進(jìn)遺傳算法流程圖64
• 4.3 仿真設(shè)置及結(jié)果分析64-73
• 4.3.1 模型參數(shù)設(shè)置65-66
• 4.3.2 優(yōu)化參數(shù)與目標(biāo)66-67
• 4.3.3 典型的優(yōu)化解對(duì)比67-68
• 4.3.4 算法的性能度量對(duì)比68-71
• 4.3.5 改進(jìn)遺傳算法評(píng)估71-73
• 4.4 本章小結(jié)73-74
• 結(jié)束語74-76
• 致謝76-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 作者在學(xué)期間取得的學(xué)術(shù)成果82

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：830324