本文關(guān)鍵詞：自適應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù)在衛(wèi)星通信中的應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： Ka波段 雨衰 衰減信道模型 自適應(yīng)編碼調(diào)制 速率逐幀可變 低密度校驗(yàn)碼 多載波多速率

【摘要】：在無線通信體系中,由于開放的通信信道條件,衛(wèi)星通信系統(tǒng)中通信鏈路容易受到平均大氣條件的影響,尤其是采用Ka波段的高頻信號的系統(tǒng),容易受到降雨造成的雨衰影響,嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的有效性和可靠性。數(shù)字系統(tǒng)中,通常可以通過信道編碼來提高可靠性,而采用調(diào)制來保證有效性。采用低階調(diào)制和大冗余編碼實(shí)現(xiàn)可靠性的提高方案中,當(dāng)信道信噪比較高時(shí),制約了系統(tǒng)的效率。采用高階調(diào)制和少冗余編碼實(shí)現(xiàn)有效性的提高的方案中,當(dāng)信道信噪比過低,無法保障通信可靠穩(wěn)定地進(jìn)行。針對功率和頻帶受限的衛(wèi)星通信系統(tǒng),自適應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù)具有對抗雨衰等干擾的作用,能夠提高通信系統(tǒng)的吞吐量。本文針對Ka頻段衛(wèi)星通信系統(tǒng),由于其受降雨衰減影響嚴(yán)重,在功率和頻帶受限的條件下,為對抗降雨對通信鏈路的衰減影響,采用自適應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù),提高系統(tǒng)性能。首先,通過分析衛(wèi)星通信頻率和地面站地理?xiàng)l件與降雨衰減的關(guān)系,討論雨衰對系統(tǒng)的影響以及衰減值的度量,由此建立Ka頻段固定衛(wèi)星信道的衰減模型。然后,設(shè)計(jì)自適應(yīng)編碼調(diào)制方案,采用LDPC編碼方式,結(jié)合QPSK、8PSK和16APSK調(diào)制方式構(gòu)成編碼調(diào)制映射圖案,在接收端進(jìn)行實(shí)時(shí)信噪比估計(jì)并傳送至發(fā)送端,發(fā)送端按照預(yù)定映射關(guān)系調(diào)整編碼碼率和調(diào)制方式,并采用特定的幀格式完成傳輸。在已建立的信道模型基礎(chǔ)上,對所設(shè)計(jì)的自適應(yīng)編碼調(diào)制方案進(jìn)行分析,通過仿真論證自適應(yīng)策略,并對采用所設(shè)計(jì)的自適應(yīng)編碼調(diào)制方案的系統(tǒng)進(jìn)行吞吐量性能分析,并分析自適應(yīng)傳輸系統(tǒng)的抗雨衰性能,得出采用自適應(yīng)傳輸系統(tǒng)具有必要性和優(yōu)勢的結(jié)論。最后,說明自適應(yīng)傳輸中涉及到的多載波多速率調(diào)制信號的產(chǎn)生和合并過程,給出自適應(yīng)傳輸中信號處理過程和分析,介紹了本文中實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)組成和功能,并給出系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的整體方案,結(jié)合監(jiān)控自適應(yīng)編碼調(diào)制系統(tǒng)的監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn),完成系統(tǒng)的實(shí)際測試并給出測試結(jié)果。本文整體從研究意義到研究方案設(shè)計(jì)以及可行性論證,并通過工程實(shí)踐,實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)編碼調(diào)制傳輸系統(tǒng)。通過測試結(jié)果表明實(shí)際系統(tǒng)工作效果符合設(shè)計(jì)目標(biāo),滿足按照既定圖案切換速率的要求,達(dá)到要求性能指標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：Ka波段 雨衰 衰減信道模型 自適應(yīng)編碼調(diào)制 速率逐幀可變 低密度校驗(yàn)碼 多載波多速率
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN927.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 衛(wèi)星通信概念11-14
• 1.1.1 衛(wèi)星通信11-12
• 1.1.2 衛(wèi)星運(yùn)行軌道12-13
• 1.1.3 通信頻段13-14
• 1.1.4 鏈路傳播特性14
• 1.2 衛(wèi)星通信特點(diǎn)14-15
• 1.3 系統(tǒng)應(yīng)用15
• 1.4 研究背景15-17
• 1.4.1 Ka頻段衛(wèi)星寬帶數(shù)字通信系統(tǒng)15-16
• 1.4.2 衛(wèi)星寬帶通信鏈路特點(diǎn)16-17
• 1.4.3 自適應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù)17
• 1.5 研究現(xiàn)狀與意義17-19
• 1.5.1 Ka頻段衛(wèi)星通信國際發(fā)展17
• 1.5.2 國內(nèi)Ka衛(wèi)星的研制現(xiàn)狀17-18
• 1.5.3 國內(nèi)Ka頻段衛(wèi)星通信的應(yīng)用方向18
• 1.5.4 自適應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù)18-19
• 1.6 論文安排19-20
• 1.7 本章小結(jié)20-21
• 第2章 雨衰條件下Ka頻段衛(wèi)星通信系統(tǒng)性能21-33
• 2.1 Ka頻段衛(wèi)星通信傳輸影響因素21-23
• 2.1.1 自由空間傳播特性21
• 2.1.2 大氣氣體中的傳播21-22
• 2.1.3 云霧的影響22
• 2.1.4 閃爍的影響22
• 2.1.5 降雨的影響22-23
• 2.2 Ka頻段衛(wèi)星通信的降雨衰減量23-27
• 2.3 Ka頻段衛(wèi)星信道傳播特性27-29
• 2.4 雨衰對Ka頻段衛(wèi)星通信系統(tǒng)的影響29-31
• 2.5 Ka頻段衛(wèi)星通信的應(yīng)用技術(shù)要素31-32
• 2.6 本章小結(jié)32-33
• 第3章 系統(tǒng)自適應(yīng)策略設(shè)計(jì)33-50
• 3.1 常用的鏈路自適應(yīng)技術(shù)33-37
• 3.1.1 鏈路自適應(yīng)技術(shù)思想33
• 3.1.2 Ka頻段衛(wèi)星通信自適應(yīng)傳輸33-35
• 3.1.3 自適應(yīng)編碼調(diào)制算法分類35-36
• 3.1.4 影響自適應(yīng)編碼調(diào)制性能的主要因素36-37
• 3.2 系統(tǒng)自適應(yīng)策略37-43
• 3.2.1 系統(tǒng)的自適應(yīng)方案37-43
• 3.3 鏈路傳輸幀格式43-45
• 3.4 系統(tǒng)自適應(yīng)編碼調(diào)制的性能分析45-49
• 3.4.1 系統(tǒng)的吞吐量45-46
• 3.4.2 自適應(yīng)編碼調(diào)制方式抗雨衰的性能分析46-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 第4章 自適應(yīng)編碼調(diào)制系統(tǒng)信號處理50-64
• 4.1 多載波多速率調(diào)制信號產(chǎn)生合并50-51
• 4.2 同步解調(diào)51-58
• 4.2.1 子幀捕獲52
• 4.2.2 符號同步52-56
• 4.2.3 載波同步56-58
• 4.3 LDPC編譯碼方法58-63
• 4.3.1 編碼原理58-59
• 4.3.2 譯碼方式59-63
• 4.4 本章小結(jié)63-64
• 第5章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)和測試64-81
• 5.1 系統(tǒng)組成64-65
• 5.2 系統(tǒng)功能65-68
• 5.2.1 系統(tǒng)檢測功能65-66
• 5.2.2 地檢自適應(yīng)編碼調(diào)制66
• 5.2.3 地檢自適應(yīng)解調(diào)譯碼66
• 5.2.4 多突發(fā)信道狀態(tài)模擬66-67
• 5.2.5 功能及性能指標(biāo)測試67
• 5.2.6 軟件監(jiān)控67-68
• 5.3 實(shí)現(xiàn)方案68-77
• 5.3.1 編碼調(diào)制模式69-71
• 5.3.2 通信監(jiān)控軟件71-77
• 5.4 系統(tǒng)測試77-80
• 5.4.1 測試原理77-78
• 5.4.2 測試條件78
• 5.4.3 測試結(jié)果78-80
• 5.5 本章小結(jié)80-81
• 結(jié)論81-83
• 參考文獻(xiàn)83-87
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單87-88
• 致謝88

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本文編號：815539