發(fā)布時間：2017-04-03 04:15

  本文關(guān)鍵詞：深空通信調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：深空通信技術(shù)是進(jìn)行一切深空探測活動的基礎(chǔ),深空探測任務(wù)中的數(shù)傳和遙測信息都要通過通信系統(tǒng)進(jìn)行傳遞。作為深空通信系統(tǒng)信息傳輸?shù)妮d體,調(diào)制解調(diào)技術(shù)是深空通信系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié),因此有必要研究用于深空信道的調(diào)制解調(diào)關(guān)鍵技術(shù)以及系統(tǒng)模型。本文對適用于深空通信的調(diào)制解調(diào)技術(shù)進(jìn)行了研究,并設(shè)計和實現(xiàn)了一個同時具備多種調(diào)制解調(diào)方式、多種數(shù)據(jù)速率和深空信道仿真功能的調(diào)制解調(diào)系統(tǒng),是一個可以用于研究深空通信系統(tǒng)的實驗平臺,對深空通信技術(shù)的研究具有重要意義。首先,本文介紹了深空通信技術(shù)的研究背景和發(fā)展現(xiàn)狀,闡述了深空通信調(diào)制解調(diào)技術(shù)的研究意義。對適用于深空通信系統(tǒng)的恒定包絡(luò)調(diào)制技術(shù)進(jìn)行了理論研究和仿真,并對深空信道的特性和參數(shù)進(jìn)行了一定的研究。其次,對多調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的總體方案進(jìn)行了設(shè)計,設(shè)定了系統(tǒng)指標(biāo),以軟件無線電的方式對系統(tǒng)進(jìn)行了實現(xiàn)。通過DSP模塊發(fā)起的EDMA數(shù)據(jù)傳輸方式,分別實現(xiàn)了發(fā)射機(jī)軟件和接收機(jī)軟件與系統(tǒng)硬件部分的數(shù)據(jù)通信。在FPGA單元內(nèi)實現(xiàn)了插值、上下變頻和信道仿真等運(yùn)算,并通過Costas環(huán)實現(xiàn)了對接收信號的載波同步以實現(xiàn)對接收信號的相干解調(diào)。然后,對系統(tǒng)的軟件部分的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計與實現(xiàn),編寫了實現(xiàn)軟硬件通信的PCI驅(qū)動程序。對發(fā)射機(jī)軟件部分,采用正交調(diào)制方式實現(xiàn)了BPSK、QPSK、FM、PM、OQPSK、GMSK和FQPSK七種調(diào)制方式,通過插值濾波實現(xiàn)了12種不同的傳輸速率,以軟件對信道參數(shù)進(jìn)行配置,在接收機(jī)軟件部分通過遲早環(huán)對基帶信號進(jìn)行符號同步以實現(xiàn)解調(diào)運(yùn)算。最后,根據(jù)測試方案對系統(tǒng)進(jìn)行了測試與聯(lián)調(diào),驗證了系統(tǒng)各部分的功能與參數(shù)指標(biāo)。測試結(jié)果表明本調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)功能完善、運(yùn)行良好,能夠滿足各項設(shè)計指標(biāo),為深空通信系統(tǒng)的研究與仿真提供了良好的實驗與測試平臺。
【關(guān)鍵詞】：深空通信 調(diào)制解調(diào)系統(tǒng) PCI DSP FPGA
【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】：2016
【分類號】：TN927;TN911.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-14
• 縮略詞14-16
• 第一章 緒論16-23
• 1.1 研究背景與意義16-18
• 1.2 深空通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀18-20
• 1.3 深空通信調(diào)制技術(shù)的研究現(xiàn)狀20-21
• 1.4 本文主要工作及章節(jié)安排21-23
• 第二章 深空信道理論基礎(chǔ)與調(diào)制解調(diào)技術(shù)23-45
• 2.1 深空信道特性及參數(shù)分析23-29
• 2.1.1 深空信道的特性23-24
• 2.1.2 深空信道理論模型24-25
• 2.1.3 深空信道參數(shù)分析25-29
• 2.2 相移鍵控調(diào)制與角度調(diào)制29-33
• 2.2.1 BPSK與QPSK調(diào)制29-30
• 2.2.2 FM與PM調(diào)制30-31
• 2.2.3 OQPSK調(diào)制31-33
• 2.3 恒定包絡(luò)與準(zhǔn)恒定包絡(luò)調(diào)制33-44
• 2.3.1 MSK與GMSK調(diào)制33-37
• 2.3.2 IJF-OQPSK與FQPSK調(diào)制37-43
• 2.3.3 幾種調(diào)制方式性能比較43-44
• 2.4 本章小結(jié)44-45
• 第三章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計與硬件實現(xiàn)45-68
• 3.1 系統(tǒng)指標(biāo)與總體方案設(shè)計45-47
• 3.1.1 系統(tǒng)功能指標(biāo)45-46
• 3.1.2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計46-47
• 3.2 系統(tǒng)硬件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計47-49
• 3.2.1 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計47
• 3.2.2 硬件平臺與設(shè)備組成47-49
• 3.3 發(fā)射機(jī)硬件模塊的設(shè)計與實現(xiàn)49-61
• 3.3.1 發(fā)射機(jī)硬件模塊總體結(jié)構(gòu)49-50
• 3.3.2 發(fā)射機(jī) DSP 模塊設(shè)計50-55
• 3.3.3 發(fā)射機(jī) FPGA 模塊設(shè)計55-57
• 3.3.4 信道仿真模塊硬件設(shè)計57-61
• 3.4 接收機(jī)硬件模塊的設(shè)計與實現(xiàn)61-67
• 3.4.1 接收機(jī)硬件模塊總體設(shè)計61-62
• 3.4.2 接收機(jī) FPGA 模塊設(shè)計62-63
• 3.4.3 接收機(jī) DSP 模塊設(shè)計63-65
• 3.4.4 載波同步算法65-67
• 3.5 本章小結(jié)67-68
• 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計與實現(xiàn)68-88
• 4.1 軟件總體方案設(shè)計68-72
• 4.1.1 總體方案設(shè)計68-69
• 4.1.2 軟件開發(fā)環(huán)境69-70
• 4.1.3 PCI驅(qū)動軟件的設(shè)計70-72
• 4.2 發(fā)射機(jī)軟件設(shè)計與實現(xiàn)72-81
• 4.2.1 發(fā)射機(jī)軟件結(jié)構(gòu)72-73
• 4.2.2 正交調(diào)制算法的實現(xiàn)73-77
• 4.2.3 多數(shù)據(jù)速率的實現(xiàn)77-80
• 4.2.4 信道模擬的實現(xiàn)80-81
• 4.3 接收機(jī)軟件設(shè)計與實現(xiàn)81-87
• 4.3.1 接收機(jī)軟件結(jié)構(gòu)81-82
• 4.3.2 解調(diào)算法的實現(xiàn)82-84
• 4.3.3 符號同步算法84-87
• 4.4 本章小結(jié)87-88
• 第五章 系統(tǒng)調(diào)試與測試88-104
• 5.1 系統(tǒng)測試方案88
• 5.2 系統(tǒng)軟件測試88-92
• 5.2.1 發(fā)射機(jī)軟件測試89-90
• 5.2.2 信道配置軟件測試90
• 5.2.3 接收機(jī)軟件測試90-92
• 5.3 系統(tǒng)聯(lián)合測試結(jié)果92-103
• 5.3.1 發(fā)射機(jī)測試92-99
• 5.3.2 接收機(jī)測試99-103
• 5.3.3 系統(tǒng)測試結(jié)果103
• 5.4 本章小結(jié)103-104
• 第六章 總結(jié)與展望104-107
• 6.1 本文主要工作總結(jié)104-105
• 6.2 后續(xù)工作展望105-107
• 參考文獻(xiàn)107-112
• 致謝112-113
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文113

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 裴照宇;王瓊;田耀四;;嫦娥工程技術(shù)發(fā)展路線[J];深空探測學(xué)報;2015年02期

2 雷厲;朱勤專;;飛行器測控通信技術(shù)發(fā)展趨勢與建議[J];飛行器測控學(xué)報;2014年06期

3 屈鵬;柏鵬;李明陽;彭衛(wèi)東;王謙U，

本文編號：283702