高速无线数据传输系统研究及仿真实现
本文选题:临近空间 + 高速数传系统 ; 参考:《电子科技大学》2016年硕士论文
【摘要】:临近空间具有重要的战略价值,能为大容量数据高速传输提供有力支撑。要实现高速数据传输,当前一个研究方向是选用频率更高的通信频段和采用性能更优的编码调制方案。选用频率较高的Ka频段,不仅可用带宽宽,而且还有干扰小、窄波束、终端设备体积小等优点,但雨水对Ka频段信号造成的雨衰很大。为对抗雨衰,当前一个研究方向是采用自适应编码调制(ACM)技术本文首先研究BPSK、QPSK、8PSK、16PSK、16QAM和32QAM六种数字调制方式,卷积码、R-S码、Turbo码和LDPC码四种差错控制编码方式,以及ITU-R雨衰模型。然后基于课题背景研究数据传输单元的构成和工作参数。在设计系统总体方案和具体方案基础上,从雨衰值、数据传输距离、发射功率、天线尺寸和效率、链路各环节损耗、接收端品质因数、链路余量、速率需求、编码调制等内容来设计系统参数。进行通信链路分析,确定系统工作点。还对不同设计参数进行系统权衡分析。在仿真三种编码方案对应多种调制方式的编码调制方案(MCS)性能基础上,提出基于归一化信噪比E_0/N_b与频带利用率η的MCS有限集数目优化方案。通过优化,得出6组性能较好的MCS组成的2MCS有限集。再与常见的一类编码方案对应多种调制方案情况的3MCS有限集进行性能比较,得出本文自适应编码调制性能较好的结论。为实现自适应编码调制,结合本文研究实际,提出MCS切换门限选取的两种标准:满足E_0/N_b的标准和满足η的标准。最后,使用MATLAB/SIMULINK软件搭建系统仿真平台,验证临近空间高速数据传输系统方案设计和参数设计的正确性和可行性。还在临近空间超音速飞行器功率受限的背景下,仿真比较两种不同降雨情况下,系统自适应编码调制的运行过程。给出临近空间高速无线数据传输系统满足600Mbps传输速率的建议方案,它具有工程设计指导意义。
[Abstract]:Adjacent space has important strategic value and can provide strong support for high-speed data transmission.In order to realize high speed data transmission, one of the current research directions is to choose the higher frequency communication band and the better performance coding modulation scheme.The Ka-band with higher frequency has not only wide available bandwidth, but also the advantages of small interference, narrow beam, small terminal equipment and so on. However, Rain Water caused a great rain decay to Ka band signal.In order to combat rain decay, the current research direction is to adopt adaptive coded modulation (ACM) technology. Firstly, six digital modulation schemes, convolutional code, R-S code, Turbo code and LDPC code, and the ITU-R rain attenuation model are studied in this paper, including six digital modulation schemes, the convolutional code, the R-S code, the Turbo code and the LDPC code, as well as the ITU-R rain attenuation model.Then the structure and working parameters of the data transmission unit are studied based on the background of the subject.On the basis of the overall scheme and specific scheme of the design system, from the point of view of rain decline, data transmission distance, transmit power, antenna size and efficiency, link loss, receiving quality factor, link allowance, rate demand,Code modulation and other content to design system parameters.Analyze the communication link and determine the working point of the system.The system tradeoff analysis of different design parameters is also carried out.On the basis of simulation of the performance of three coding schemes corresponding to multiple modulation schemes, a scheme based on normalized signal-to-noise ratio (E_0/N_b) and band efficiency 畏 (畏) is proposed to optimize the number of MCS finite sets.Through optimization, six groups of 2MCS finite sets composed of MCS with better performance are obtained.The performance of this paper is compared with the 3MCS finite set corresponding to a variety of modulation schemes, and the conclusion that the adaptive coding modulation performance is better in this paper is obtained.In order to realize adaptive coding modulation, two standards for selecting the switching threshold of MCS are put forward, which meet the requirements of E_0/N_b and 畏, combined with the research practice in this paper.Finally, MATLAB/SIMULINK software is used to build the system simulation platform to verify the correctness and feasibility of the scheme design and parameter design of the high speed data transmission system in adjacent space.Under the background of the power limitation of the near space supersonic vehicle, the operation process of adaptive coding modulation is simulated and compared under two different rainfall conditions.This paper presents a proposed scheme for high speed wireless data transmission system in adjacent space to meet the 600Mbps transmission rate, which is of great significance in engineering design.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TN914
【参考文献】
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,本文编号:1735596
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