陣列天線衛(wèi)星移動(dòng)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(dòng)通信系統(tǒng)是一種無線多址通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用擴(kuò)頻技術(shù)和波束形成技術(shù)相結(jié)合的方式進(jìn)行通信，可以實(shí)現(xiàn)多用戶同時(shí)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(dòng)通信的一項(xiàng)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(kuò)頻技術(shù)在抗干擾性能方面以及陣列天線的空域?yàn)V波性能方面也能發(fā)揮巨大的作用，對(duì)改善衛(wèi)星移動(dòng)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(kuò)頻碼捕獲中加入了頻率搜索的部分，提出了空時(shí)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(shì)的基礎(chǔ)上，優(yōu)化了算法復(fù)雜度，提高了計(jì)算效率。論文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　1、完善系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，提出了閉環(huán)跟蹤技術(shù)。該技術(shù)不僅僅是實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的實(shí)時(shí)指向，而是通過一定的算法，在硬件實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，完成對(duì)目標(biāo)擴(kuò)頻信號(hào)

3、的實(shí)時(shí)捕獲，實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)目標(biāo)用戶的實(shí)時(shí)數(shù)傳。因此跟蹤的重點(diǎn)在于對(duì)數(shù)據(jù)的不中斷傳輸。
　　2、設(shè)計(jì)了兩種閉環(huán)跟蹤的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)一是先進(jìn)行波束合成，再進(jìn)行解擴(kuò)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(shí)現(xiàn)。針對(duì)兩種閉環(huán)跟蹤的結(jié)構(gòu)，對(duì)傳統(tǒng)的數(shù)字波束形成(DBF)技術(shù)和波達(dá)角估計(jì)(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(jìn)行仿真驗(yàn)證，通過對(duì)比研究，結(jié)合系統(tǒng)中需要擴(kuò)頻偽碼捕獲的情況，考慮可實(shí)現(xiàn)性，運(yùn)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(jì)的LMS空時(shí)頻三維聯(lián)合搜索算法。
　　3、對(duì)基于導(dǎo)向矢量在線估計(jì)的LMS空時(shí)頻三維搜索算法進(jìn)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(duì)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(gè)性能優(yōu)越的可實(shí)現(xiàn)方法。
　　4、搭建了有線硬件系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)來進(jìn)行試驗(yàn)。平臺(tái)包括衛(wèi)星模擬測(cè)試板、DBF接收板、