等离子体对数字微波通信影响的研究

发布时间：2017-09-02 16:26

  本文关键词：等离子体对数字微波通信影响的研究

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【摘要】：航天器以十几倍的音速进入大气层,其表面材料与周围空气发生强烈摩擦被电离成等离子体。这种等离子体流场使得通信信号传输的电磁波明显衰减,甚至造成航天器与地球通信的中断,可能造成严重的后果。等离子体对数字微波通信影响的研究就是基于上述大背景提出来的研究课题。本文介绍了等离子体中电磁波的传输特性以及等离子体信道的数学模型,并根据实际通信对其进行了简化,最后通过激波管实验测得等离子体的衰减常数、相位常数,建立了本文仿真中使用的基于这些实验数据以及高斯白噪声的瞬变等离子体信道模型。在等离子体信道下,本文仿真了在2FSK、2PSK、16QAM三种调制方式下误码率随信噪比、码元速率的变化,以及对比了在相同码元速率、信噪比的条件下不同调制方式的误码率。可以看出,2PSK性能最好,2FSK次之,16QAM调制的误码率最高。本文提出了一种基于频率和相位的新型的复合调制方法,解决了在等离子体信道中,2PSK、2FSK抗噪声性能好而频带利用率低的问题。该方法在发送端使已调信号的频率和相位分别具有不同序列的信息,在接收端通过针对频率和相位的不同解调算法,解调出原始发生的两组序列。针对该方法,本文给出了调制与解调原理的详细理论推导和性能分析,并给出了调制与解调过程的仿真,验证了该方法的正确性,并且该方法具有较高频带利用率的优点。最后,本文根据激波管实验得到的实验数据建立了瞬变等离子体信道,并对2FSK、2PSK、16QAM、新型复合调制在不同码元速率、不同信噪比下的抗噪声性能做了分析。从仿真结果中得出,2PSK性能最好,2FSK次之,16QAM调制的误码率最高。而本文提出的新型复合调制,虽然具有较高的频带利用率的优点,但是其相位、频率调制的误码率分别比2PSK、2FSK要高一些,因此,需要选择合适的码元速率,从而利用其较高频带利用率的优点实现信息的传输。
【关键词】：等离子体 复合调制 调制解调 误码率
【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】：TN925.91
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 国内外研究现状及当前问题11-12
• 1.3 论文结构安排12-14
• 第二章 等离子体信道的建模14-24
• 2.1 等离子体简介14
• 2.2 等离子体的特性参数14-18
• 2.2.1 电子密度n_e14-15
• 2.2.2 特征频率w_p15
• 2.2.3 碰撞频率v_e15-16
• 2.2.4 介电常数ε16-18
• 2.3 等离子体信道中的电磁波18-22
• 2.3.1 多普勒效应18-19
• 2.3.2 时延19
• 2.3.3 反射和透射19-20
• 2.3.4 折射20
• 2.3.5 吸收20-22
• 2.4 等离子体信道建模22-23
• 2.5 本章小结23-24
• 第三章 基本的数字通信传输24-37
• 3.1 频移键控FSK24-28
• 3.1.1 FSK调制原理24-25
• 3.1.2 FSK解调原理25-27
• 3.1.3 FSK调制的性能27-28
• 3.2 相移键控PSK28-30
• 3.2.1 PSK调制原理28-29
• 3.2.2 PSK解调原理29-30
• 3.2.3 PSK调制的性能30
• 3.3 正交幅度调制QAM30-35
• 3.3.1 QAM调制原理30-32
• 3.3.2 QAM解调原理32-34
• 3.3.3 QAM调制的性能34-35
• 3.4 本章小结35-37
• 第四章 新型复合调制解调方法37-51
• 4.1 调制技术37-38
• 4.2 解调技术38-40
• 4.2.1 对于相位调制的解调39-40
• 4.2.2 对于频率调制的解调40
• 4.3 基本参数40-41
• 4.4 设计与仿真41-50
• 4.5 本章小结50-51
• 第五章 等离子体对通信影响的研究51-69
• 5.1 等离子体信道中的调制信号51-53
• 5.2 不同调制方式通信过程的仿真53-63
• 5.3 信噪比、码元速率对误码率的影响63-66
• 5.4 调制方式对误码率的影响66-68
• 5.5 本章小结68-69
• 第六章 总结与展望69-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-75
• 攻读硕士学位期间取得的成果75-76

【参考文献】

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本文编号：779641