深空通信中的调制解调技术研究

论文摘要

深空通信具有典型的非线性变参AWGN信道,包括极低信噪比、多普勒频移、严格功耗限制和高可靠性要求等特点。作为遥测和数传系统信息载体的传输形式,深空通信调制解调技术是深空探测任务成败的关键所在,因此必须研究深空通信调制解调系统模型以及适用于该模型的调制解调关键技术。本文以深空通信中的各种恒定包络和准恒定包络调制解调技术为研究对象,在分析深空信道基本特性,并建立起深空通信调制解调系统基本模型和简化模型的基础上,主要研究了包括残余载波调制、相移键控调制和连续相位调制（CPM）等恒定包络调制技术和包括IJF-OQPSK、FQPSK和EFQPSK等准恒定包络调制技术的带宽利用率、功率利用率和调制解调系统的具体实现,并针对带宽利用率和功率利用率提出了不同的改进算法,最后还对其中IJF-OQPSK基带成型以及Viterbi译码算法等关键技术进行了FPGA实现。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 深空通信数字调制技术的发展现状
• 1.3 章节安排
• 第二章 深空信道特性研究与调制解调系统搭建
• 2.1 深空信道特性研究
• 2.2 深空通信调制解调系统模型建立
• 2.3 深空通信调制解调方案选择
• 第三章 恒定包络调制解调技术研究
• 3.1 残余载波调制
• 3.1.1 PCM/PSK/PM调制
• 3.1.2 PCM/PM调制
• 3.2 相移键控调制
• 3.2.1 二相相移键控调制（BPSK）
• 3.2.2 差分相移键控（DPSK）
• 3.2.3 四相相移键控调制（QPSK）
• 3.2.4 差分相移键控（DQPSK）
• 3.2.5 交错正交相移键控调制（OQPSK）
• 3.2.6 Pi/4-正交相移键控调制（Pi/4-DQPSK）
• 3.3 连续相位恒定包络数字调制（CPM）
• 3.3.1 最小频移键控调制（MSK）
• 3.3.2 正弦频移键控调制（SFSK）
• 3.3.3 调制前高斯滤波的MSK（GMSK）
• 第四章 准恒定包络调制解调技术研究
• 4.1 无符号间干扰和抖动—交错正交相移键控（IJF-OQPSK）
• 4.2 FQPSK
• 4.3 EFQPSK
• 第五章 深空通信调制解调技术性能比较、优化与部分实现
• 5.1 深空通信调制技术带宽有效性比较
• 5.1.1 残余载波恒定包络调制技术带宽有效性比较
• 5.1.2 抑制载波恒定包络调制技术带宽有效性比较
• 5.1.3 准恒定包络调制技术带宽有效性比较
• 5.2 深空通信调制解调方案功率有效性比较
• 5.2.1 抑制载波恒定包络调制技术功率有效性比较
• 5.2.2 准恒定包络调制技术功率有效性比较
• 5.2.3 卷积码+（准）恒定包络调制系统功率有效性比较
• 5.3 深空通信调制解调方案的优化与改进
• 5.3.1 基带信号整形
• 5.3.2 OQPSK改进
• 5.3.3 差分预编码
• 5.4 部分关键技术的FPGA实现
• 5.5 小结
• 第六章 结论与建议
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果