论文摘要
目前,中继卫星高速数据传输技术是无线通信技术研究的热点之一,也是发展我国空间信息网络必须解决的关键技术之一。论文结合两套高速调制解调器的研制展开研究,内容包括两个方面:（1）宽带正交调制信号的载波同步技术;（2）DRSS信道的非线性均衡技术。论文第一部分研究了宽带正交调制信号的载波同步技术。基于最大似然估计理论推导并总结了几种正交调制信号的载波参数估计的克拉美罗限,从而确立了衡量载波参数估计性能的基准;提出了改进的差分前向频偏估计算法,提高了频偏估计的精度、增大了估计范围;在详细分析判决指导一阶、二阶DPLL性能的同时,给出了参数设计方法;分析了载波相位误差对正交相干解调的影响。上述内容为宽带正交调制信号的载波同步设计提供了理论依据。论文第二部分研究了DRSS信道的非线性均衡技术。首先,结合实际链路建立了DRSS信道的非线性模型,分析了非线性的影响。其次,仿真分析了用户星HPA的非线性预失真（预均衡）和中继星转发器系统的非线性预失真,给出了改进的无记忆和有记忆非线性预失真方法,仿真结果表明“非线性预失真+功率回退”可以有效补偿DRSS信道的非线性失真。然后,从非线性均衡（后均衡）的角度补偿DRSS信道的非线性失真,重点研究了基于稀疏Volterra滤波的非线性均衡。为了快速构建稀疏Volterra均衡器,提出一种改进的遗传算法;为了提高稀疏Volterra均衡器的收敛速度,提出一种改进的QRD-RLS算法;分析了有限精度下Volterra滤波的量化效应。仿真结果表明非线性均衡能够有效消除DRSS信道的非线性ISI。在这部分的最后一章,研究了非线性降秩均衡技术,首次将多级维纳滤波技术引入到Volterra滤波中,提出了非线性均衡的降秩滤波算法,显著减少了自适应训练的采样支撑;进一步给出Volterra滤波器的一种流水线结构,有效减小了计算量。论文第三部分论述了相关的工程设计。完成了300Mbps TCM-8PSK信号的载波同步设计,完成了800Mbps 8PSK信号的盲均衡设计,并在FPGA上实现;结合工程实践给出一种有效的高速数字解调器的调试方法。
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表目录图目录缩略语表摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 课题背景1.2 高速数据传输的关键技术1.3 论文研究目的及相关研究进展1.3.1 宽带正交调制信号的载波同步技术1.3.2 DRSS信道的非线性均衡技术1.4 论文的主要工作及内容安排第二章 宽带正交调制信号的载波同步2.1 引言2.2 载波参数的最大似然估计及克拉美罗限2.2.1 信号模型2.2.2 载波参数的最大似然估计2.2.3 载波参数估计的克拉美罗限2.3 宽带正交调制信号的载波频偏估计2.3.1 改进的差分前向频偏估计2.3.2 Mth-Power FFT频偏估计2.4 宽带正交调制信号的载波相位同步2.4.1 判决指导的数字锁相环2.4.2 判决指导一阶数字锁相环性能分析2.4.3 判决指导二阶数字锁相环性能分析2.4.4 性能仿真2.5 载波相位误差对正交相干解调性能的影响2.5.1 相位偏差的影响分析及仿真2.5.2 相位抖动的影响分析及仿真2.6 本章小结第三章 DRSS信道的自适应非线性预失真3.1 引言3.2 DRSS信道的非线性模型3.2.1 用户星HPA的非线性模型3.2.2 中继星转发器系统的非线性模型3.3 DRSS信道非线性的影响3.3.1 非线性ISI3.3.2 频谱再生3.3.3 解调星座图失真3.3.4 BER性能恶化3.4 用户星的非线性预失真3.4.1 Saleh模型的非线性预失真3.4.2 有记忆多项式模型的非线性预失真3.5 中继星的非线性预失真3.5.1 W-H-Ⅰ模型的非线性预失真3.5.2 W-H-Ⅱ模型的非线性预失真3.5.3 上行链路噪声对中继星非线性预失真的影响3.5.4 转发器输入滤波器对中继星非线性预失真的影响3.6 本章小结第四章 DRSS信道的自适应非线性均衡4.1 引言4.2 限带非线性信道的最大似然接收4.3 基于Volterra滤波的非线性均衡4.3.1 Volterra滤波4.3.2 基于Volterra滤波的非线性均衡4.3.3 自适应Volterra滤波的两个缺点4.3.4 仿真实验4.4 基于稀疏Volterra滤波的非线性均衡4.4.1 稀疏Volterra滤波——SVF4.4.2 SVF的自适应QRD-RLS算法4.4.3 SVF最佳抽头数的确定4.4.4 用于SVF的一种改进的遗传算法4.4.5 仿真实验4.5 有限精度下Volterra滤波的量化效应4.5.1 Volterra滤波的量化位数4.5.2 LMS算法的量化效应4.6 本章小结第五章 非线性均衡的降秩滤波算法5.1 引言5.2 多级维纳滤波——MWF5.2.1 维纳滤波5.2.2 多级维纳滤波5.2.3 自适应算法——SG算法5.2.4 基于MWF的降秩滤波VF'>5.3 基于MWF的Volterra滤波——MWFVF5.3.1 Volterra滤波的多信道滤波模型5.3.2 基于MWF的Volterra滤波5.3.3 自适应算法——SG算法5.3.4 Volterra滤波等效核矢量的计算5.3.5 基于MWF的非线性降秩滤波VF的相关减结构实现'>5.4 MWFVF的相关减结构实现5.5 卫星信道的非线性降秩均衡5.5.1 非线性降秩均衡5.5.2 仿真实验5.6 3阶Volterra滤波的流水线结构实现5.7 本章小结第六章 高速8PSK信号的载波同步及盲均衡实现6.1 高速TCM-8PSK信号的载波同步实现6.1.1 载波频偏的捕获及跟踪6.1.2 300Mbps TCM-8PSK信号的载波同步实现6.1.3 测试结果6.2 高速8PSK信号的盲均衡实现6.2.1 盲均衡准则6.2.2 800Mbps 8PSK信号的盲均衡实现6.2.3 测试结果6.3 高速全数字解调器的调试技术6.3.1 基于ChipScope的FPGA调试方案6.3.2 一种有效的在线调试方法6.4 本章小结第七章 总结与展望致谢参考文献作者在学期间取得的学术成果附录A 基于采样自相关的频率估计算法总结附录B 8PSK信号相位差检测S曲线及判决指导一阶DPLL相位抖动特性推导附录C 高速TCM-8PSK信号载波同步的FPGA实现附录D 高速8PSK信号盲均衡的FPGA实现
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标签：载波同步论文; 码间干扰论文; 非线性预失真论文; 非线性均衡论文; 盲均衡论文; 数据中继卫星系统论文;
