多波束卫星通信系统预编码技术研究
发布时间：2021-02-14 07:42
卫星通信是未来空天地一体化信息网络中必不可少的组成部分,它具有覆盖区域广阔、不受地理条件及陆地灾害影响、通信容量大、传输质量高等特点。现今随着全球移动互联网的发展,提供大容量宽带互联网接入的高通量卫星是当今及今后一段时间的发展趋势。高通量卫星的技术核心是多波束技术,高效复用频谱的手段是频率复用技术,但它存在的干扰受限问题亟需解决。本文主要研究高通量卫星采用多波束结合全频率复用技术导致严重同频干扰的问题。本文首先分析国内外研究现状并归纳关于卫星多波束结合全频率复用技术的相关问题。本文研究星上波束形成技术和星上波束形成网络转移到地面的地基波束形成技术存在的问题,并具体针对发展潜力更为巨大的地基波束形成技术,研究其存在的馈电链路带宽受限及馈电链路系统误差等问题。探讨星上波束形成技术和地基波束形成技术适用场景并提出一种混合的波束形成架构。高通量卫星采用多波束结合全频率复用技术的目的是消除波束间干扰并大幅提升系统容量,本文将对比地面蜂窝移动通信系统分析多波束卫星系统信道容量机理。卫星系统在视距传输下进行通信,且波束覆盖区域更大,另外多波束天线的滚降特性导致波束间的干扰问题更为突出。研究多波束卫星...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景与研究意义
1.2 国内外研究现状与分析
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.2.3 国内外文献综述的简析
1.3 主要研究内容与结构安排
第2章 卫星多波束形成技术
2.1 引言
2.2 多波束卫星系统体系架构
2.2.1 多波束卫星前向链路结构
2.2.2 多波束卫星反向链路结构
2.3 星上波束形成技术模型和地基波束形成技术模型
2.3.1 星上波束形成技术模型
2.3.2 地基波束形成技术模型
2.4 星上波束形成技术和地基波束形成技术对比
2.5 星上波束形成技术和地基波束形成技术适用场景
2.6 地基波束形成技术存在主要问题
2.6.1 地基波束形成技术系统误差
2.6.2 地基波束形成技术馈电链路带宽
2.7 混合波束形成架构
2.8 本章小结
第3章 多波束卫星信道容量极限
3.1 引言
3.2 波束覆盖模型
3.3 信道容量机理
3.3.1 最优线性预编码算法
3.3.2 最小均方误差预编码算法
3.4 衰落信道容量机理
3.4.1 每波束用户数目巨大的情况
3.4.2 高信噪比情况
3.5 仿真验证与分析
3.5.1 非衰落信道最优预编码和MMSE预编码性能分析
3.5.2 维纳模型容量极限分析
3.5.3 卫星多波束模型容量极限分析
3.6 本章小结
第4章 多波束卫星系统前向链路R-ZF-DPC预编码
4.1 引言
4.2 多波束卫星前向链路模型
4.3 多波束卫星R-ZF-DPC预编码
4.3.1 ZF预编码
4.3.2 R-ZF预编码
4.3.3 R-ZF-DPC预编码
4.4 仿真验证与分析
4.4.1 各预编码方案吞吐量性能分析
4.4.2 波束特性和用户分布对预编码算法性能的影响
4.5 本章小结
第5章 多波束卫星系统前向链路凸优化预编码方案
5.1 引言
5.2 前向链路相位不确定性信道状态信息
5.3 凸优化预编码优化方案
5.4 仿真验证与分析
5.4.1 每馈源功率约束时凸优化预编码方案性能
5.4.2 馈源总功率限制预编码方案性能
5.4.3 每波束业务需求不同时算法性能对比
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]国外高通量卫星系统与技术发展[J]. 刘悦. 国际太空. 2017(11)
[2]Ka波段卫星通信雨衰信道模型改进与仿真[J]. 周文婵,梅进杰. 舰船电子对抗. 2017(04)
[3]中星16号 叩开通信卫星高通量时代大门[J]. 周慧,张国航,东方星,廖传奇,何知洋. 太空探索. 2017(05)
[4]国外高吞吐量卫星多样化业务应用及对卫星设计的影响[J]. 刘悦. 卫星应用. 2016(11)
[5]基于部分信道信息的卫星多波束联合预编码优化方法[J]. 宋高俊,曹寿国. 电子学报. 2015(11)
[6]多波束卫星系统中低复杂度分组预编码算法[J]. 王杨,赵旦峰,廖希. 哈尔滨工业大学学报. 2015(03)
[7]我国空间信息网发展探讨[J]. 常青,李显旭,何善宝. 遥测遥控. 2015(01)
博士论文
[1]多用户MIMO广播信道预编码技术研究[D]. 李新民.西安电子科技大学 2012
本文编号：3033360
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景与研究意义
1.2 国内外研究现状与分析
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.2.3 国内外文献综述的简析
1.3 主要研究内容与结构安排
第2章 卫星多波束形成技术
2.1 引言
2.2 多波束卫星系统体系架构
2.2.1 多波束卫星前向链路结构
2.2.2 多波束卫星反向链路结构
2.3 星上波束形成技术模型和地基波束形成技术模型
2.3.1 星上波束形成技术模型
2.3.2 地基波束形成技术模型
2.4 星上波束形成技术和地基波束形成技术对比
2.5 星上波束形成技术和地基波束形成技术适用场景
2.6 地基波束形成技术存在主要问题
2.6.1 地基波束形成技术系统误差
2.6.2 地基波束形成技术馈电链路带宽
2.7 混合波束形成架构
2.8 本章小结
第3章 多波束卫星信道容量极限
3.1 引言
3.2 波束覆盖模型
3.3 信道容量机理
3.3.1 最优线性预编码算法
3.3.2 最小均方误差预编码算法
3.4 衰落信道容量机理
3.4.1 每波束用户数目巨大的情况
3.4.2 高信噪比情况
3.5 仿真验证与分析
3.5.1 非衰落信道最优预编码和MMSE预编码性能分析
3.5.2 维纳模型容量极限分析
3.5.3 卫星多波束模型容量极限分析
3.6 本章小结
第4章 多波束卫星系统前向链路R-ZF-DPC预编码
4.1 引言
4.2 多波束卫星前向链路模型
4.3 多波束卫星R-ZF-DPC预编码
4.3.1 ZF预编码
4.3.2 R-ZF预编码
4.3.3 R-ZF-DPC预编码
4.4 仿真验证与分析
4.4.1 各预编码方案吞吐量性能分析
4.4.2 波束特性和用户分布对预编码算法性能的影响
4.5 本章小结
第5章 多波束卫星系统前向链路凸优化预编码方案
5.1 引言
5.2 前向链路相位不确定性信道状态信息
5.3 凸优化预编码优化方案
5.4 仿真验证与分析
5.4.1 每馈源功率约束时凸优化预编码方案性能
5.4.2 馈源总功率限制预编码方案性能
5.4.3 每波束业务需求不同时算法性能对比
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]国外高通量卫星系统与技术发展[J]. 刘悦. 国际太空. 2017(11)
[2]Ka波段卫星通信雨衰信道模型改进与仿真[J]. 周文婵,梅进杰. 舰船电子对抗. 2017(04)
[3]中星16号 叩开通信卫星高通量时代大门[J]. 周慧,张国航,东方星,廖传奇,何知洋. 太空探索. 2017(05)
[4]国外高吞吐量卫星多样化业务应用及对卫星设计的影响[J]. 刘悦. 卫星应用. 2016(11)
[5]基于部分信道信息的卫星多波束联合预编码优化方法[J]. 宋高俊,曹寿国. 电子学报. 2015(11)
[6]多波束卫星系统中低复杂度分组预编码算法[J]. 王杨,赵旦峰,廖希. 哈尔滨工业大学学报. 2015(03)
[7]我国空间信息网发展探讨[J]. 常青,李显旭,何善宝. 遥测遥控. 2015(01)
博士论文
[1]多用户MIMO广播信道预编码技术研究[D]. 李新民.西安电子科技大学 2012
本文编号：3033360
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wltx/3033360.html
