基于QOTDM的宽带卫星下行链路传输及其FPGA设计

发布时间：2017-06-25 20:23

  本文关键词：基于QOTDM的宽带卫星下行链路传输及其FPGA设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：准正交时分复用(QOTDM)为一种连续波信号的时分复用方式,可用于星上非再生处理(Non-generative OBP),能够简化星上设备,并改善下行链路性能。因此,它在宽带卫星通信系统中有重要的应用价值。本文主要研究了基于QOTDM的宽带卫星下行链路传输系统的结构设计及其关键技术,并对其进行了FPGA设计。本文的主要工作及研究成果如下:1.研究了QOTDM技术的基本原理,并提出了一种基于多速率变换的QOTDM卫星下行链路传输系统的实现方法。经理论分析可知:与传统的QODTM传输系统的实现方式相比,该方法能够提高星上处理的灵活性以及下行链路的频带利用率。2.提出了一种新型的样点定时同步环路参数调整算法,该算法通过分析同步环路的单位阶跃响应特性,来确定基于多项式插值算法的精确样点同步环的环路参数。仿真结果表明:该算法可灵活地确定同步环的未知参数,并且精确样点同步环可使系统的样点采样精度达到采样间隔的2%。3.提出了一种同步捕获与频偏粗估计相结合的方案,方案中采用基于FFT的并行搜索算法实现帧同步及频偏估计。仿真结果表明,当下行链路中的频偏为?30KHz的频偏时,该方案只需0.113ms就可以完成同步捕获,并使频偏减小近40倍。4.完成了基于速率变换的QOTDM传输系统的FPGA设计及实现。提出了一种基于FFT并行搜索算法的硬件实现简化方案,同时给出了多速率变换QOTDM传输系统的FPGA总体设计方案,并对各个子模块进行了FPGA设计,最终仿真验证了其设计的正确性。
【关键词】：准正交时分复用(QOTDM) 精确样点同步 同步捕获 频偏估计 FPGA设计
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN927.2
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 符号对照表12-13
• 缩略语对照表13-16
• 第一章 绪论16-20
• 1.1 研究背景及意义16-17
• 1.2 下行链路传输技术研究及发展17-18
• 1.3 本文的研究内容和章节安排18-20
• 第二章 QOTDM及多速率处理基本理论20-36
• 2.1 准正交时分复用技术原理20-21
• 2.2 QOTDM传输系统的基本实现21-30
• 2.2.1 QOTDM复接原理22-24
• 2.2.2 同步序列及帧结构设计24-26
• 2.2.3 波形成形与匹配滤波26-29
• 2.2.4 系统频带利用率29-30
• 2.3 多速率信号处理的基本理论30-33
• 2.3.1 内插30-31
• 2.3.2 抽取31-32
• 2.3.3 非整数倍采样速率转换32-33
• 2.4 一种提高频带效率的传输方式33-34
• 2.5 本章小结34-36
• 第三章 基于QOTDM宽带卫星下行链路研究36-60
• 3.1 多速率变换的QOTDM传输系统36-43
• 3.1.1 方案实现37-40
• 3.1.2 性能分析40-43
• 3.2 同步捕获及频偏估计43-50
• 3.2.1 帧同步基本原理43-45
• 3.2.2 频偏对于同步捕获的影响45-47
• 3.2.3 一种同步捕获与频偏粗估计结合的方案47-50
• 3.3 精确样点同步环路设计50-58
• 3.3.1 精确样点同步环路结构50-51
• 3.3.2 基于可变群延迟滤波器的重新抽样法51-52
• 3.3.3 基于相关峰值的定时误差估计52-54
• 3.3.4 一种新型环路参数调整算法54-57
• 3.3.5 仿真结果与分析57-58
• 3.4 本章小结58-60
• 第四章 多速率变换的QOTDM传输系统硬件实现60-76
• 4.1 发射端方案设计及仿真60-65
• 4.1.1 系统时钟模块61-62
• 4.1.2 速率变换模块62-63
• 4.1.3 复接模块63-64
• 4.1.4 信道成形滤波模块64-65
• 4.2 接收端方案设计及仿真65-75
• 4.2.1 输入缓冲模块66-67
• 4.2.2 同步捕获模块67-71
• 4.2.3 精确样点同步环路模块71-73
• 4.2.4 分接模块73-75
• 4.3 本章小结75-76
• 结束语76-78
• 参考文献78-80
• 致谢80-82
• 作者简介82-83

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