深空通信解調(diào)技術(shù)研究與實現(xiàn).pdf

1、近年來隨著航天事業(yè)的飛速發(fā)展,世界上掀起了新一輪深空探測活動的熱潮。我國也在逐步展開一些深空探測任務(wù),并進行中長期規(guī)劃。在深空探測系統(tǒng)中,深空通信系統(tǒng)是信息傳遞、目標(biāo)控制的唯一紐帶,通信系統(tǒng)的正常運行和鏈路通暢、準(zhǔn)確是整個深空探測任務(wù)成功的重要保證之一；同時,遙遠(yuǎn)的測控通信距離也是深空探測的難點。受制于通信距離與星上寶貴有限的資源,深空探測任務(wù)中星——地測控數(shù)傳速率徘徊于Kbps數(shù)量級,如中俄合作的YH-1深空探測器遙測數(shù)傳速率最高僅8

2、Kbps。近年來,由于中繼衛(wèi)星與軌道器技術(shù)的發(fā)展,深空通信中數(shù)傳速率有了明顯提高,如NASA的深空測控網(wǎng)在有衛(wèi)星中繼的條件下,數(shù)傳速率已達(dá)到十兆量級。
　　 本文通過對深空通信遙測解調(diào)技術(shù)研究,針對深空通信中常用的PSK調(diào)制,提出一種高效的可覆蓋低速率到高速率的全數(shù)字解調(diào)設(shè)計方案,并對其關(guān)鍵技術(shù)進行理論分析和Simulink仿真,并通過FPGA實現(xiàn),完成測試。
　　 在本課題中,首先對接收機中的核心模塊載波同步和定時同步

3、進行了原理性分析。比較了目前最常用的三種定時同步算法同相/中相同步環(huán)路(DTTL)、早遲門、Gardener算法的性能及適用范圍,獲得了DTTL與早遲積分算法的最佳結(jié)構(gòu)。分別建立各模塊的Simulink仿真模型,得到仿真結(jié)果。然后對自動增益控制(AGC)和高效濾波等技術(shù)進行研究,完善了接收機設(shè)計,提高了解調(diào)性能。
　　 最終在FPGA平臺上分別對中低速率解調(diào)和高速解調(diào)算法驗證進行實現(xiàn)測試,證明了系統(tǒng)設(shè)計的合理性與可行性。