MF-TDMA/CWTDM卫星通信系统研究

论文摘要

连续波时分复用（CWTDM）技术是一种非再生星上基带处理技术,它能够将多个带限连续信号时分复接为一个连续信号在一条连续信道中可靠传输,主要有样点交织和分帧叠接相加两种组帧方式,但两种方式都有不足之处。本文在分帧叠接相加方法的基础上,提出了一种改进的基于PN码的分帧交替传输方式。本文以这种CWTDM传输方式为基础,进行MF-TDMA/CWTDM卫星通信系统研究,包括系统设计、链路仿真及抗噪声性能分析等,并初步完成该系统星上基带处理部分的FPGA实现。本文从与其它系统进行系统性能和星上复杂度的比较分析中得出了MF-TDMA/CWTDM系统的优势。本文的研究工作如下:1.提出了一种改进的CWTDM传输方式--基于PN码的分帧交替传输方式,给出了这种方案的发送端和接收端的总体结构及各个模块的设计方案,对PN码及帧结构进行了设计,并用MATLAB进行仿真。2.以基于PN码的分帧交替传输方式为基础,进行MF-TDMA/CWTDM系统研究,包括该通信系统整体方案设计、关键技术研究及系统链路分析。研究了仿真中噪声功率的计算方法,用MATLAB对透明转发方案与MF-TDMA/CWTDM系统链路进行仿真,比较采用不同转发方案的系统在高斯噪声下的性能,研究噪声累积带来的影响。3.完成MF-TDMA/CWTDM系统的星上基带处理部分的FPGA设计,主要包括帧同步模块,分接存储模块及组帧复接模块。初步仿真结果证明实现了各模块的基本功能。最后与再生式星上转发方案的硬件复杂度进行比较。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究工作的背景和意义
• 1.2 相关研究工作的国内外发展动态
• 1.3 本文的主要研究工作及章节安排
• 第二章 基于PN 码的分帧交替CWTDM 传输方式
• 2.1 CWTDM 技术概述
• 2.2 基于PN 码的分帧交替CWTDM 传输的发送端
• 2.2.1 基于PN 码的分帧交替CWTDM 复接技术
• 2.2.2 发送端的总体结构
• 2.2.3 同步序列的设计
• 2.2.4 PN 码样点产生的设计
• 2.2.5 组帧模块的设计
• 2.3 基于PN 码的分帧交替CWTDM 系统接收端
• 2.3.1 接收端的总体结构
• 2.3.2 频偏纠正模块的设计
• 2.3.3 同步匹配滤波器的设计
• 2.3.4 多相滤波器的设计
• 2.3.5 时分分接模块的设计
• 2.4 本章小结
• 第三章 MF-TDMA/CWTDM 卫星移动通信系统
• 3.1 系统方案论证
• 3.1.1 接入方式的选择
• 3.1.2 系统结构
• 3.1.3 系统链路分析
• 3.2 MF-TDMA/CWTDM 系统关键技术
• 3.2.1 发送端成形滤波器的设计
• 3.2.2 上行MF-TDMA 的帧同步
• 3.2.3 星上频分分路
• 3.3 MF-TDMA/CWTDM 系统与其它系统性能比较
• 3.3.1 透明转发器简介
• 3.3.2 再生式处理转发器简介
• 3.3.3 仿真中噪声功率的计算
• 3.3.4 系统性能比较
• 3.4 本章小结
• 第四章 MF-TDMA/CWTDM 卫星通信系统星上部分FPGA 设计
• 4.1 FPGA 设计流程与芯片选择
• 4.1.1 FPGA 设计流程
• 4.1.2 芯片的选择
• 4.2 星上硬件设计与仿真
• 4.2.1 总体结构
• 4.2.2 帧同步模块
• 4.2.3 分接存储模块
• 4.2.4 组帧复接模块
• 4.2.5 星上硬件仿真结果
• 4.3 与再生转发系统硬件复杂度比较
• 4.3.1 再生式转发的基本结构
• 4.3.2 复杂度比较
• 4.4 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读期间的研究成果