星基C波段高速数据传输技术研究

发布时间：2017-04-29 04:11

  本文关键词：星基C波段高速数据传输技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的发展,目前通用导航频段L波段的可用资源越来越匮乏。与L波段相比,虽然C波段链路衰减较大,但其可用资源丰富,是更适合研究的导航频段。本文依托中科院重点项目“北斗高精度广域增强服务系统”,提出了一种针对C波段导航系统的信号体制,经仿真验证,在误码率要求为10-7时,其信息传输速率可达750bps。本文所述北斗高精度广域增强系统通过建设地面跟踪站,完成北斗原始观测数据的采集和分析,形成精密产品,通过GEO通信卫星播发给用户,辅助北斗系统实现广域的高精度服务。本文围绕此系统进行了详尽的链路预算,并对数据传输中的编码、扩频、调制解调等关键技术分别进行了研究,最后进行了仿真论证。本论文具体研究工作如下:(一)星基C波段数据传输链路研究论文研究的系统基于C波段,本文对比了C波段和导航常用波段L波段的不同,分析了C波段的优缺点,对北斗高精度广域增强服务系统的数据传输链路进行了详细的计算,并对可采取的编码、扩频手段进行了探讨。(二)编码技术研究介绍了卫星通信系统中常用的几种纠错编码方式,比较了卷积码、Turbo码、低密度校验(Low-Density Parity-Check,LDPC))码的优缺点。研究了准循环(Quasi-Cyclic,QC)LDPC码的一种构造方法——环消除算法,然后结合链路预算的结果,对其进行了仿真分析。(三)扩频技术研究介绍了扩频通信的理论基础,选择m序列作为扩频码,综合链路预算的结果和编码后的比特速率,对标准码长和截取码长的m序列的自相关性能进行了仿真分析,选择了码长适合本系统的m序列作为扩频码。(四)调制解调技术研究介绍了通信系统中常用的几种调制方式,并对其进行了仿真分析。时分数据调制(Time Division Data Modulation,TDDM)作为一种新的调制方式受到广泛关注,以BPSK信号的TDDM调制为例,研究了该调制方式的产生机理及特性,然后对其捕获算法进行了研究,并结合链路预算、编码、扩频后的结果,对其捕获结果进行了仿真分析。(五)编码、扩频、调制在系统中的运用描述了北斗高精度广域增强服务系统数据传输的总体框架,结合系统的性能要求和限制条件说明了选择各项技术的原因。并结合各项技术的仿真结果验证了是否可以满足系统的限制条件和性能要求。
【关键词】：C波段 LDPC m序列 TDDM-BPSK
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（国家授时中心）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN967.1
【目录】：

• 致谢3-5
• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 1 绪论13-19
• 1.1 课题背景13
• 1.2 国内外研究现状13-15
• 1.2.1 国外研究现状13-15
• 1.2.2 国内研究现状15
• 1.3 研究目的15-16
• 1.4 章节结构安排16-19
• 2 星基C波段传输链路研究19-29
• 2.1 C波段特点19-21
• 2.2 影响链路质量因素分析21-23
• 2.3 系统传输链路计算23-28
• 2.3.1 各项参数指标和设计目标23
• 2.3.2 上行链路计算23-25
• 2.3.3 下行链路计算25-26
• 2.3.4 整体链路计算26-27
• 2.3.5 编码、扩频的讨论27-28
• 2.4 本章小结28-29
• 3 星基C波段编码技术研究29-41
• 3.1 编码方式的选择29-30
• 3.2 LDPC码的基本理论30-32
• 3.2.1 LDPC码的基本概念30-32
• 3.3 LDPC码校验矩阵的构造32-33
• 3.4 基于环消除算法的QC-LDPC码的构造33-37
• 3.4.1 基于循环置换矩阵的QC-LDPC码校验矩阵33-34
• 3.4.2 QC-LDPC码中环的结构特征34-35
• 3.4.3 环消除算法35-37
• 3.5 仿真分析37-38
• 3.6 本章小结38-41
• 4 星基C波段扩频技术研究41-53
• 4.1 扩频通信概述41-43
• 4.1.1 扩频通信的理论基础41-42
• 4.1.2 扩频通信的特点42
• 4.1.3 直接序列扩频简介42-43
• 4.2 m序列43-46
• 4.2.1 m序列的原理43-44
• 4.2.2 m序列的特性44-45
• 4.2.3 m序列的自相关性45-46
• 4.3 扩频技术在系统中的应用46-50
• 4.4 本章小结50-53
• 5 星基C波段调制解调技术研究53-74
• 5.1 FSK、BPSK、MSK的比较53-56
• 5.2 TDDM-BPSK调制与解调56-72
• 5.2.1 TDDM-BPSK调制信号56-58
• 5.2.2 TDDM-BPSK的捕获方案58-60
• 5.2.3 捕获结果及性能分析60-72
• 5.3 本章小结72-74
• 6 系统高速数据传输总体研究74-80
• 6.1 系统数据传输总体概述74-78
• 6.2 系统限制条件符合度78-80
• 7 总结和展望80-82
• 参考文献82-84
• 作者简介以及在学期间发表的学术论文84

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