本文選題：衛(wèi)星移動通信系統 + 多波束天線��； 參考：《哈爾濱工業(yè)大學》2017年碩士論文

【摘要】：衛(wèi)星通信技術作為實現移動通信的重要手段,在通信領域占有越來越重要的地位。多波束天線技術作為下一代衛(wèi)星通信系統的關鍵技術之一,成為近年來研究的熱點。多波束衛(wèi)星系統可以利用多個點波束實現對整個服務區(qū)域的覆蓋,類似于地面的蜂窩系統,可以有效地實現頻率復用,增加系統吞吐量;通過窄波束對地面的覆蓋,系統可以為服務區(qū)域提供更高的EIRP和G/T值,有利于地面終端的小型化;通過對波束指向的靈活調整,還可以根據需要進行波束重構,提升系統的靈活性。為發(fā)展我國空間通信技術,建立新一代的衛(wèi)星移動通信網絡,有必要對多波束技術進行深入研究。論文首先結合衛(wèi)星多波束技術的國內外研究現狀和現有使用多波束技術的衛(wèi)星移動通信系統對涉及到的關鍵技術進行了分析。從系統架構、星載天線體制、波束形成方式三個方面對多波束衛(wèi)星系統進行了剖析,比較了不同技術之間的優(yōu)缺點,并結合實例分析了多波束技術的發(fā)展趨勢,為我國選擇多波束衛(wèi)星系統的發(fā)展方向提供了理論參考。接下來,在之前的基礎上,對衛(wèi)星多波束形成算法進行了深入研究,并在經典算法的基礎上提出了一種基于卡爾曼估計的變步長LMS算法(KBLMS)。該算法利用卡爾曼濾波器的優(yōu)良特性,在進行權值迭代求解的過程中,使用了隨采樣信號變化的估計步長。相比于傳統算法,新算法的復雜度介于LMS和RLS算法之間,但在收斂速度和最終殘差剩余方面均優(yōu)于兩種經典算法。最后,針對多波束衛(wèi)星移動通信系統經常面對突發(fā)業(yè)務的特點,對熱波束的形成技術進行了研究。首先分析了現有可供選擇的波束覆蓋方案并進行了優(yōu)缺點比較,之后從LMS算法中受到啟發(fā),提出了一種基于梯度思想的“凝視波束”形成算法。該算法通過對陣列權值的不斷調整,可以使衛(wèi)星實現對特定用戶或地區(qū)的持續(xù)覆蓋,進而可以令衛(wèi)星有效地應對突發(fā)業(yè)務。
[Abstract]:As an important means to realize mobile communication, satellite communication technology plays a more and more important role in the field of communication. As one of the key technologies of the next generation satellite communication system, multi-beam antenna technology has become a hot topic in recent years. Multi-beam satellite systems can use multiple spot beams to cover the entire service area, similar to cellular systems on the ground, which can effectively achieve frequency multiplexing, increase system throughput, and cover the ground with narrow beams. The system can provide higher EIRP and G / T values for the service area, which is conducive to the miniaturization of the ground terminal. Through the flexible adjustment of the beam direction, the system can also be reconstructed according to the needs of the system, and the flexibility of the system can be enhanced. In order to develop the space communication technology and establish a new generation of satellite mobile communication network, it is necessary to study the multi-beam technology deeply. Firstly, this paper analyzes the key technologies of satellite multi-beam technology based on the current research situation at home and abroad and the existing satellite mobile communication system using multi-beam technology. This paper analyzes the multi-beam satellite system from the aspects of system architecture, space-borne antenna system and beamforming mode, compares the advantages and disadvantages between different technologies, and analyzes the development trend of multi-beam technology in combination with an example. It provides a theoretical reference for selecting the development direction of multi-beam satellite system in China. Then, on the basis of the previous research, the satellite multi-beam forming algorithm is deeply studied, and a variable step size LMS algorithm based on Kalman estimation is proposed based on the classical algorithm. The algorithm utilizes the excellent characteristics of Kalman filter and uses the estimated step size with the change of sampling signal in the process of iterative calculation of weight value. Compared with the traditional algorithm, the complexity of the new algorithm is between LMS and RLS, but it is superior to the two classical algorithms in terms of convergence speed and residual. Finally, the hot beamforming technology is studied in view of the characteristic that multi-beam satellite mobile communication system often faces burst traffic. In this paper, the existing alternative beam-coverage schemes are analyzed, and the advantages and disadvantages are compared. Then, an "staring beamforming" algorithm based on gradient is proposed, inspired by the LMS algorithm. By adjusting the array weight continuously, the algorithm can make the satellite realize the continuous coverage of a particular user or area, and then make the satellite respond to the burst traffic effectively.
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN927.23

【參考文獻】

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10 龔文斌;;星載DBF多波束發(fā)射有源陣列天線[J];電子學報;2010年12期

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5 楊琳;小衛(wèi)星多波束天線研究與仿真[D];電子科技大學;2004年

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本文編號：1916656