【摘要】：CWTDM是一種連續(xù)波的時(shí)分復(fù)用方法,可以將多路帶限連續(xù)的信號(hào)復(fù)接為一路信號(hào)在一條信道中進(jìn)行傳輸,有樣點(diǎn)交織和分幀疊接相加兩種方式,可將CWTDM技術(shù)應(yīng)用于衛(wèi)星星上處理器中,構(gòu)成一種非再生式的處理轉(zhuǎn)發(fā)器,不需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)譯碼,可減小處理復(fù)雜度。但是,基于分幀疊接相加的CWTDM系統(tǒng)對(duì)頻偏很敏感,即使存在一個(gè)很小的殘留頻偏也會(huì)對(duì)分接之后的CWTDM信號(hào)引入幀間的相位跳變,造成很大的相位噪聲。如何減小殘留頻偏,實(shí)現(xiàn)一種低相位噪聲的CWTDM系統(tǒng)是本文研究的主要目標(biāo)。本文主要的研究成果包括:1、對(duì)CWTDM技術(shù)原理進(jìn)行了研究,設(shè)計(jì)了一種高效傳輸?shù)腃WTDM幀格式,使其在各種信道下都能在所需的低信噪比下正確的同步和估計(jì)頻偏,并提出一種適用于衛(wèi)星下行鏈路傳輸?shù)南到y(tǒng),傳輸復(fù)雜度低、傳輸效率高、與FDM系統(tǒng)相比具有更高的功率效率。該系統(tǒng)由對(duì)信號(hào)的調(diào)制、CWTDM組幀復(fù)接、行波管放大器、Ka波段衛(wèi)星信道、同步、頻偏估計(jì)、信號(hào)分接、解調(diào)等部分組成。對(duì)衛(wèi)星信道進(jìn)行了分析,建模為雨衰信道,并分析了其對(duì)QPSK的影響,將其劃分為三種等級(jí)的天氣條件。2、對(duì)頻偏進(jìn)行了分析,介紹了Kay算法、Fitz算法和LR算法三種經(jīng)典的頻偏估計(jì)算法,從它們的推導(dǎo)過(guò)程分析了頻偏估計(jì)的范圍,并指出這三種基于最大似然估計(jì)的方法在低信噪比下對(duì)頻偏的估計(jì)不能達(dá)到本系統(tǒng)的要求。為了能盡量減小殘留頻偏,提出一種改進(jìn)的相位差法,消除了頻偏估計(jì)過(guò)程中的相位模糊,并提出了一種基于鎖頻環(huán)的高精度三階段頻偏估計(jì)方法,以提出的改進(jìn)相位差法和鎖頻環(huán)為基礎(chǔ),通過(guò)三次估計(jì),即使信噪比在3dB左右也能將頻偏減小到3Hz以?xún)?nèi),從而消除了幀間的相位跳變現(xiàn)象。通過(guò)對(duì)QPSK調(diào)制和16APSK調(diào)制系統(tǒng)的仿真,可以得出結(jié)論:本系統(tǒng)是一種高頑健性和低相位噪聲特性的衛(wèi)星下行鏈路系統(tǒng)。3、使用FPGA對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),包括發(fā)送端的成形濾波模塊、48路信號(hào)組幀復(fù)接模塊;接收端的匹配濾波模塊、同步模塊、頻偏估計(jì)模塊、相偏估計(jì)模塊、信號(hào)分接模塊等,搭建了一種由ZCU102和AD9371組成的平臺(tái),使用VHDL語(yǔ)言對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行編寫(xiě)及仿真,并驗(yàn)證了方案的正確性。
【圖文】：

需要使用分頻的方法生成。圖 4.3 是時(shí)鐘生成模塊綜合之后封裝成的 IP 核。圖4.3 時(shí)鐘產(chǎn)生模塊對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行仿真，如圖 4.4 和圖 4.5 所示：圖4.4 時(shí)鐘產(chǎn)生模塊仿真圖 1

隨機(jī)產(chǎn)生一段數(shù)據(jù)，通過(guò)濾波模塊，將 FPGA 的仿真結(jié)果和 MATLAB 結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，如圖 4.6 和圖 4.7 所示�？梢钥吹剑�，硬件仿真結(jié)果和軟件仿真結(jié)果完全一致。圖4.6 濾波模塊硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)果
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TN927.2

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本文編號(hào)：2616507