衛(wèi)星通信系統(tǒng)中快速仿真方法的研究.pdf

1、本文對(duì)衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的快速仿真方法做了大量深入研究,特別是針對(duì)我國(guó)近期航天測(cè)控技術(shù)發(fā)展的研究重點(diǎn)"跟蹤與數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)(TDRSS)",在其關(guān)鍵技術(shù)星載用戶全數(shù)字中頻應(yīng)答機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和高速數(shù)傳信道編碼的選擇和設(shè)計(jì)中,將重要性抽樣快速仿真方法大量的應(yīng)用到系統(tǒng)設(shè)計(jì)、參數(shù)優(yōu)化和性能分析中,成功地解決了一系列系統(tǒng)優(yōu)化問(wèn)題.本文首先根據(jù)我國(guó)航天事業(yè)發(fā)展對(duì)TDRSS衛(wèi)星通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)-全數(shù)字中頻應(yīng)答機(jī)所提出的更高要求:極低的輸入信噪比(-20d

2、B),大頻偏(100KHz),捕獲時(shí)間短,低功耗等,在其系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化中,擯棄了傳統(tǒng)的公式計(jì)算、經(jīng)驗(yàn)值補(bǔ)償及硬件測(cè)試等方法,通過(guò)深入的研究,提出了一種通過(guò)重要性抽樣建立系統(tǒng)參數(shù)與性能的直接關(guān)系,在準(zhǔn)確的快速仿真中優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)的全新設(shè)計(jì)方法.通過(guò)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初就了解各種參數(shù)對(duì)系統(tǒng)的影響及其相互關(guān)系,可以方便的進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化和改進(jìn),進(jìn)而使整個(gè)通信系統(tǒng)在一定條件下具有最佳性能,系統(tǒng)容量及效率盡可能達(dá)到最大.在基于FPGA實(shí)現(xiàn)的完整的TD

3、RSS中頻接收系統(tǒng)中采用優(yōu)化后的系統(tǒng)參數(shù),其性能達(dá)到并超過(guò)了指標(biāo)要求,同仿真結(jié)果的比較表明,重要性抽樣快速仿真方法是復(fù)雜衛(wèi)星通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)和性能預(yù)測(cè)的有用工具,滿足了我們對(duì)系統(tǒng)高效、經(jīng)濟(jì)、最優(yōu)的設(shè)計(jì)要求.本文針對(duì)目前Turbo碼、乘積碼和低密度校驗(yàn)(LDPC)碼等信道編碼缺少理論分析方法和快速仿真工具的情況,提出了一種全新的用于信道編碼的重要性抽樣快速仿真方法.此方法適用于大多數(shù)線性碼和分組碼,通過(guò)仔細(xì)設(shè)計(jì)對(duì)現(xiàn)在幾乎所有的高性能信道編碼都

4、可以在短時(shí)間內(nèi)做出AWGN信道下性能的快速仿真估計(jì),在信道編碼性能的通用仿真工具設(shè)計(jì)中做出了有益的貢獻(xiàn),提供了一條通過(guò)在誤碼率、編譯碼復(fù)雜度、編碼效率等性能間做出權(quán)衡,選擇和設(shè)計(jì)信道編碼的途徑.本文通過(guò)上述方法對(duì)TDRSS高速數(shù)傳的信道編碼作了選擇和設(shè)計(jì),極大的簡(jiǎn)化了性能分析所需的工作,達(dá)到了以下要求:●提高TDRSS衛(wèi)星高速數(shù)傳信道的傳輸速率.●提高TDRSS衛(wèi)星高速數(shù)傳信道的總體信道容量及吞吐能力.●在滿足延時(shí)等要求下,保證地球觀測(cè)