本文選題：深空信道 + 火星探測��； 參考：《南京航空航天大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,世界各國對深空探測的競爭日趨激烈,為了實現(xiàn)更遠距離的深空探測,需要以深空信道模型研究為基礎(chǔ)進一步探索新型深空通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),突破深空通信的效率和持續(xù)時間的瓶頸。目前我國的深空探測活動正處于從月球向火星過渡的關(guān)鍵時期,火星通信深空信道建模以及仿真系統(tǒng)實現(xiàn)對火星探測通信系統(tǒng)的研制意義重大。本文首先介紹了深空通信的發(fā)展以及深空信道模擬器的背景和發(fā)展現(xiàn)狀,分析了深空信道的特性,研究了電波傳播理論,并給出了Rician因子、傳播路徑損耗、多普勒頻移、噪聲等信道關(guān)鍵特性參數(shù)的計算方法。其次,利用STK的鏈路預(yù)算功能對前文的建模結(jié)果進行了仿真驗證,STK仿真結(jié)果與建模結(jié)果相互吻合,接著分析了使用MFC與STK集成交互的設(shè)計與實現(xiàn)并開發(fā)了一個基于STK的鏈路預(yù)算軟件。然后設(shè)計了一種深空信道硬件模擬系統(tǒng)的方案,并分析討論了硬件組成設(shè)備的選型及性能,給出了各功能子模塊的設(shè)計方案,以及數(shù)據(jù)通道與傳輸接口的詳細設(shè)計和實現(xiàn)方法。在此基礎(chǔ)上,重點分析了深空信道模擬系統(tǒng)應(yīng)用軟件的詳細設(shè)計及實現(xiàn),包括深空信道參數(shù)估計軟件、CPCI驅(qū)動軟件、衰減器和變頻器程控軟件等功能軟件以及TCP/IP模塊和多線程模塊的實現(xiàn)。最后,對深空信道硬件模擬系統(tǒng)進行了實測,結(jié)果表明軟件與硬件系統(tǒng)協(xié)同工作良好,能夠在輸入衛(wèi)星軌道文件等參數(shù)的情況下對火星通信深空信道進行模擬,所有指標(biāo)符合設(shè)計要求,為后續(xù)深空通信系統(tǒng)的方案論證和性能評估提供有益參考。
[Abstract]:With the development of science and technology, the competition for deep space exploration is becoming more and more fierce in the world. In order to realize the long-range deep space exploration, it is necessary to further explore the new deep space communication network architecture based on the research of deep space channel model. Break through the bottleneck of efficiency and duration of deep space communication. At present, the deep space exploration in China is in the critical period of transition from the moon to Mars. The modeling and simulation system of the deep space channel of Mars communication is of great significance to the development of the Mars exploration communication system. This paper first introduces the development of deep space communication and the background and development of deep space channel simulator, analyzes the characteristics of deep space channel, studies the theory of radio wave propagation, and gives the Rician factor, propagation path loss, Doppler frequency shift. The calculation method of the key characteristic parameters of the channel such as noise. Secondly, using the link budget function of STK, the simulation results are verified that the simulation results are consistent with the modeling results. Then, the design and implementation of integrated interaction between MFC and STK are analyzed and a link budget software based on STK is developed. Then, a scheme of hardware simulation system for deep space channel is designed, and the selection and performance of hardware components are analyzed and discussed. The design scheme of each functional sub-module and the detailed design and implementation method of data channel and transmission interface are given. On this basis, the detailed design and implementation of the application software of deep space channel simulation system, including CPCI driver software, is analyzed in detail, including the deep space channel parameter estimation software. The realization of function software such as attenuator and inverter program control software, TCP/IP module and multithread module. Finally, the hardware simulation system of deep space channel is measured. The results show that the software and hardware system work well together, and can simulate the deep space channel of Mars communication under the condition of input satellite orbit file and other parameters. All the indexes meet the design requirements and provide a useful reference for the scheme demonstration and performance evaluation of the following deep space communication system.
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN927.3

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本文編號：1895794