本文關(guān)鍵詞：深空通信調(diào)制技術(shù)研究與仿真，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：深空探測將是21世紀(jì)人類進(jìn)行空間資源開發(fā)與利用、空間科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新的重要途徑,已經(jīng)成為各航天大國航天活動的熱點之一。2007年我國探月工程計劃——嫦娥奔月的成功是中國走向深空探索的第一步,標(biāo)志著我國深空探測的開始,也是未來進(jìn)行更遠(yuǎn)深空探測的必然要求。2013年我國“嫦娥3號”取得的巨大成功,使中國成為世界上第3個獨立實施月球軟著陸的國家,標(biāo)志著我國已進(jìn)入世界具有深空探測能力的國家行列。但是,隨著空間探測技術(shù)不斷深入與發(fā)展,深空探測任務(wù)越來越復(fù)雜,需要將大量采集的工程數(shù)據(jù)與圖像信息實時傳輸?shù)降孛娼邮照?這樣就要求星上數(shù)傳系統(tǒng)的傳輸速率越來越高,使射頻頻譜變得越來越擁擠。深空探測中,通信系統(tǒng)對完成地面站與深空站之間的信息連接且承擔(dān)著非常關(guān)鍵的任務(wù),通信系統(tǒng)的正常運行、鏈路通暢準(zhǔn)確、信息可靠是整個深空探測任務(wù)得以正常運轉(zhuǎn)的重要保證。由于深空探測具有通信距離遠(yuǎn)、傳輸時延很長、功率損耗嚴(yán)重及環(huán)境復(fù)雜等特點,必須研究深空通信的信道特性以及適合于深空通信的調(diào)制技術(shù)、信道編碼、天線技術(shù)和深空通信網(wǎng)等關(guān)鍵技術(shù)。調(diào)制技術(shù)作為數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)中的關(guān)鍵一步,很大程度上決定了通信系統(tǒng)中的信號傳輸質(zhì)量。合適高效的調(diào)制技術(shù)能改善深空通信中的接收信號信噪比和傳輸誤碼率,并提高頻帶利用率,減小鄰道干擾,以充分保障深空任務(wù)的進(jìn)行。因此研究深空通信中的調(diào)制技術(shù)對促進(jìn)深空探測發(fā)展,具有十分重要的現(xiàn)實意義。深空通信系統(tǒng)中,深空信道是功率和帶寬受限的,而且也是非線性的,這就要求探測器采集到的實時大量工程數(shù)據(jù)和圖像信息在經(jīng)過信道之前,調(diào)制后的信號波形盡量保持(準(zhǔn))恒包絡(luò)特性,以便地面接收站接收到的信息有效可靠。因此,(準(zhǔn))恒包絡(luò)特性是保證信號質(zhì)量在深空信道傳輸?shù)年P(guān)鍵要點,比如QPSK調(diào)制、IJF-OQPSK調(diào)制、SQORC調(diào)制、FQPSK調(diào)制等。其中,Feher專利的FQPSK調(diào)制作為一種高頻帶利用率且功率效率優(yōu)良的(準(zhǔn))恒包絡(luò)調(diào)制方式,十分符合未來深空通信的發(fā)展要求并且已被CCSDS建議使用。本文首先介紹了數(shù)字調(diào)制技術(shù)在深空通信中的發(fā)展前景,指出準(zhǔn)恒包絡(luò)特性的優(yōu)勢。然后分析了深空通信系統(tǒng)環(huán)境的復(fù)雜性,根據(jù)復(fù)雜的深空信道重點考慮太陽閃爍和太陽噪聲對信號傳輸?shù)挠绊懖⒔⒘诉m合于深空通信的Rician信道仿真模型,并對信道模型進(jìn)行了仿真驗證。再有分析了FQPSK產(chǎn)生的由來以及其調(diào)制技術(shù)的特性,并對FQPSK調(diào)制原理、解調(diào)方案進(jìn)行了較為深入的研究,分析了在深空通信中FQPSK調(diào)制技術(shù)雖提高的頻帶利用率,但應(yīng)確保功率效率與QPSK調(diào)制技術(shù)相比,其犧牲功率效率較小。仿真結(jié)果表明,FQPSK調(diào)制技術(shù)相對于QPSK調(diào)制能以較小的功率效率代價換取更高的帶寬效率,在兼顧系統(tǒng)可靠性的同時能提供很高的頻帶利用率,適合當(dāng)前及未來深空通信的發(fā)展。最后介紹了Matlab與Quartus II之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,以QPSK調(diào)制為例,引入現(xiàn)代DSP技術(shù),直接將Matlab代碼轉(zhuǎn)換成VHDL(Verilog HDL)代碼,嵌入到Quartus II開發(fā)環(huán)境中,不僅能夠縮短程序運行周期,而且提高軟件仿真與硬件設(shè)計的靈活性和通用性。
【關(guān)鍵詞】：深空通信 太陽閃爍 FQPSK調(diào)制 MAP接收
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN927
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 引言10-18
• 1.1 課題研究背景與意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀分析11-15
• 1.2.1 深空通信現(xiàn)狀與發(fā)展11-13
• 1.2.2 深空調(diào)制技術(shù)發(fā)展與現(xiàn)狀13-15
• 1.3 論文章節(jié)安排15-18
• 第2章 深空通信及信道特性分析18-34
• 2.1 深空通信系統(tǒng)18-23
• 2.1.1 深空通信系統(tǒng)組成18-19
• 2.1.2 深空通信特點分析19-21
• 2.1.3 深空通信關(guān)鍵技術(shù)21-23
• 2.2 深空信道特性分析23-32
• 2.2.1 深空鏈路23-28
• 2.2.2 弱太陽閃爍下的深空信道分析28-29
• 2.2.3 弱太陽閃爍對信號傳輸?shù)挠绊?/span>29-30
• 2.2.4 弱太陽閃爍下信道模型驗證30-32
• 2.3 本章小結(jié)32-34
• 第3章 FQPSK調(diào)制技術(shù)研究34-52
• 3.1 FQPSK由來及發(fā)展現(xiàn)狀34-35
• 3.2 FQPSK調(diào)制原理35-45
• 3.2.1 IJF-OQPSK調(diào)制35-38
• 3.2.2 SQORC調(diào)制38-39
• 3.2.3 FQPSK調(diào)制39-41
• 3.2.4 FQPSK調(diào)制的改進(jìn)型41-45
• 3.3 FQPSK信號的解調(diào)45-48
• 3.3.1 逐符號檢測45-46
• 3.3.2 MAP檢測46-47
• 3.3.3 逐符號與MAP檢測性能比較47-48
• 3.4 深空通信中FQPSK調(diào)制性能分析48-51
• 3.4.1 AWGN信道FQPSK調(diào)制分析48
• 3.4.2 Rician信道FQPSK調(diào)制分析48-49
• 3.4.3 太陽閃爍對FQPSK調(diào)制影響49-51
• 3.5 本章小結(jié)51-52
• 第4章 QPSK調(diào)制技術(shù)的驗證52-60
• 4.1 系統(tǒng)開發(fā)工具及FPGA設(shè)計流程52-55
• 4.1.1 系統(tǒng)開發(fā)工具52-54
• 4.1.2 FPGA開發(fā)流程54-55
• 4.1.3 Matlab與Quartus II數(shù)據(jù)交換55
• 4.2 系統(tǒng)仿真與硬件實現(xiàn)55-58
• 4.2.1 QPSK調(diào)制的Matlab仿真56-57
• 4.2.2 QPSK調(diào)制的FPGA實現(xiàn)57-58
• 4.3 本章小結(jié)58-60
• 結(jié)論60-62
• 致謝62-63
• 參考文獻(xiàn)63-65
• 攻讀學(xué)位期間取得學(xué)術(shù)成果65

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;“深空通信理論及技術(shù)學(xué)術(shù)會議”征文通知[J];通信學(xué)報;2011年02期

2 吳海濤;梁迎春;陳英俊;;深空通信現(xiàn)狀研究[J];肇慶學(xué)院學(xué)報;2011年05期

3 房鴻瑞;;深空通信導(dǎo)航技術(shù)及其標(biāo)準(zhǔn)[J];遙測遙控;2009年03期

4 張更新;謝智東;沈志強;;深空通信系列講座之二 深空通信的現(xiàn)狀與發(fā)展[J];數(shù)字通信世界;2010年04期

5 謝智東;邊東明;孫謙;;深空通信系列講座之六 深空通信中的調(diào)制技術(shù)[J];數(shù)字通信世界;2010年08期

6 姚飛;匡麟玲;詹亞鋒;陸建華;;深空通信天線組陣關(guān)鍵技術(shù)及其發(fā)展趨勢[J];宇航學(xué)報;2010年10期

7 謝捷峰;陳金鷹;朱軍;王緒本;;深空通信特點與關(guān)鍵技術(shù)分析[J];通信與信息技術(shù);2011年04期

8 姚文頂;李暉;陳立甲;許洪光;;深空通信中噴泉碼技術(shù)研究[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);2009年01期

9 李芳;陳德元;Q霉

本文編號：258884