陣列天線衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)閉環(huán)跟蹤技術(shù)研究.pdf

1、基于陣列天線的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)是一種無線多址通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用擴頻技術(shù)和波束形成技術(shù)相結(jié)合的方式進行通信，可以實現(xiàn)多用戶同時數(shù)據(jù)傳輸。陣列天線技術(shù)是現(xiàn)階段應(yīng)用于衛(wèi)星移動通信的一項新興技術(shù)，與數(shù)字波束形成(DBF)技術(shù)相結(jié)合，采用空分復(fù)用(SDMA)方式，可以將多徑效應(yīng)、信道干擾等影響降低，能夠?qū)㈩l譜資源的利用率最大化。擴頻技術(shù)在抗干擾性能方面以及陣列天線的空域濾波性能方面也能發(fā)揮巨大的作用，對改善衛(wèi)星移動通信傳輸距離遠(yuǎn)、信道環(huán)境差、多

2、徑效應(yīng)等問題效果明顯。本文在前人理論研究的基礎(chǔ)上，通過將碼分復(fù)用(CDMA)技術(shù)和SDMA技術(shù)相結(jié)合，并在擴頻碼捕獲中加入了頻率搜索的部分，提出了空時頻三維聯(lián)合搜索的閉環(huán)跟蹤算法，并在充分保證CDMA技術(shù)和SDMA技術(shù)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，優(yōu)化了算法復(fù)雜度，提高了計算效率。論文的主要工作和創(chuàng)新點如下:
　　1、完善系統(tǒng)的設(shè)計，提出了閉環(huán)跟蹤技術(shù)。該技術(shù)不僅僅是實現(xiàn)對用戶的實時指向，而是通過一定的算法，在硬件實現(xiàn)的基礎(chǔ)上，完成對目標(biāo)擴頻信號

3、的實時捕獲，實現(xiàn)對動目標(biāo)用戶的實時數(shù)傳。因此跟蹤的重點在于對數(shù)據(jù)的不中斷傳輸。
　　2、設(shè)計了兩種閉環(huán)跟蹤的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)一是先進行波束合成，再進行解擴解調(diào);結(jié)構(gòu)二是偽碼同步、載波同步與波束形成聯(lián)合實現(xiàn)。針對兩種閉環(huán)跟蹤的結(jié)構(gòu)，對傳統(tǒng)的數(shù)字波束形成(DBF)技術(shù)和波達角估計(DOA)技術(shù)應(yīng)用到兩種閉環(huán)跟蹤結(jié)構(gòu)中的若干算法進行仿真驗證，通過對比研究，結(jié)合系統(tǒng)中需要擴頻偽碼捕獲的情況，考慮可實現(xiàn)性，運算復(fù)雜度等因素，提出了最小均方誤差(L

4、MS)算法應(yīng)用到結(jié)構(gòu)二中的基于導(dǎo)向矢量在線估計的LMS空時頻三維聯(lián)合搜索算法。
　　3、對基于導(dǎo)向矢量在線估計的LMS空時頻三維搜索算法進行了硬件邏輯編寫、ModelSim仿真。從結(jié)果上看，在接收端信噪比低至-30dB的前提下，仍能正確對齊碼片相位，完成偽碼捕獲和波束賦形，這在性能上與理論捕獲門限僅僅相差3dB，是一個性能優(yōu)越的可實現(xiàn)方法。
　　4、搭建了有線硬件系統(tǒng)測試平臺來進行試驗。平臺包括衛(wèi)星模擬測試板、DBF接收板、