宽带卫星通信中的高阶调制和高效编码技术研究

宽带卫星通信中的高阶调制和高效编码技术研究

论文摘要

随着多媒体业务需求的快速增长,宽带卫星通信在军事和民用方面得到了广泛的应用。为了进一步提高宽带卫星通信系统的频带利用率,增加系统容量,高阶调制方式已被应用在宽带卫星通信中;同时,为了保证卫星通信中信号传输的可靠性,需要采用具有强纠错能力的高效信道编码技术。本文主要研究宽带卫星通信中的高效编码、高阶调制以及系统载波恢复技术,主要研究内容如下:1、研究比较了DVB-S2标准中LDPC(Low Density Parity Code)码的编码方法、基于欧式几何EG(Euclidean Geometry)及循环置换矩阵CPM(Cyclic Permutation Matrix)的QC-LDPC(Quasi Cyclic LDPC)码构造方法,并在AWGN信道条件下,BPSK调制时,对此三种构造出的LDPC码进行了性能仿真。仿真结果表明,基于EG构造的QC-LDPC码性能与基于CPM构造的QC-LDPC码性能非常接近,在误码率为10-7时,与DVB-S2标准中同等码长和码率的LDPC码相比,本文基于CPM构造的QC-LDPC码性能约有0.2dB的性能改善。2、研究了基于最小欧式距离和最大互信息的APSK星座优化方法,得出了经过优化后的星座参数,并对结合LDPC码的编码调制系统性能进行了仿真。仿真结果表明,在AWGN信道下,经过优化后的APSK+LDPC码性能与QAM+LDPC码性能非常接近(相差小于0.1dB)。3、针对宽带卫星通信系统中结合LDPC码和MAPSK调制方式,设计了频偏估计单元,并提出了一种迭代载波相位跟踪方案。仿真结果表明,所设计的载波恢复方案能很好地估计载波频偏和跟踪载波相偏,跟踪环路稳态相位偏差为±2左右;与无频偏和相偏的理想情况相比,在估计出频偏并纠正后,采用迭代载波相位恢复方案后的系统BER性能损失仅为0.1dB左右。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题研究背景和意义
  • 1.2 宽带卫星通信系统中的编码和调制技术研究进展
  • 1.3 论文的主要工作和内容安排
  • 第二章 宽带卫星通信高效编码和高阶调制方案设计
  • 2.1 系统设计目标
  • 2.2 总体方案设计
  • 2.2.1 调制方式的选择
  • 2.2.2 编码方式的选择
  • 2.2.3 系统总体方案
  • 2.3 本章小结
  • 第三章 宽带卫星通信中的低密度奇偶校验码设计
  • 3.1 低密度奇偶校验(LDPC)码简介
  • 3.2 DVB-S2 中LDPC 码的编码方法
  • 3.3 基于准循环结构的LDPC 码设计
  • 3.3.1 QC-LDPC 码结构特点
  • 3.3.2 基于欧式几何的QC-LDPC 码构造
  • 3.3.3 基于循环置换矩阵的QC-LDPC 码构造
  • 3.4 性能比较与分析
  • 3.4.1 仿真条件
  • 3.4.2 仿真结果及性能分析
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 宽带卫星通信中APSK 星座优化
  • 4.1 APSK 星座描述
  • 4.2 APSK 星座优化
  • 4.2.1 基于最小欧式距离最大化的星座优化
  • 4.2.2 基于最大互信息的星座优化
  • 4.3 编码加调制的系统性能仿真和分析
  • 4.3.1 仿真条件
  • 4.3.2 仿真结果及性能分析
  • 4.4 本章小结
  • 第五章 宽带卫星通信系统载波恢复方案
  • 5.1 载波恢复总体方案
  • 5.2 载波频偏估计单元
  • 5.2.1 最大似然估计原理
  • 5.2.2 数据辅助的频偏估计算法
  • 5.2.3 频偏估计算法性能分析
  • 5.3 迭代载波相位跟踪
  • 5.3.1 基于锁相环的相位跟踪
  • 5.3.2 基于LDPC 码译码的迭代载波相位恢复
  • 5.3.3 迭代载波相位跟踪性能分析
  • 5.4 系统仿真及性能分析
  • 5.4.1 系统仿真条件
  • 5.4.2 仿真结果及分析
  • 5.5 本章小结
  • 结束语
  • 致谢
  • 参考文献
  • 相关论文文献

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