CDMA低軌衛(wèi)星通信中載波同步技術的研究.pdf

1、摘要CDMA低軌衛(wèi)星通信中載波同步技術的研究勿04828o付文武(微電子學與固體電子學〕指導老師:周依林(研n:勛摘要隨著無線通信技術的不斷發(fā)展，CDMA低軌道(LEO)小I星通信系統(tǒng)越來越受到重視。衛(wèi)星信道多普勒效應造成的接收信號頻率偏移是低軌道小衛(wèi)星通信的特點之一。本文對大多普勒頻移情況中，下行信號載波頻率同步估計的相關技術進行了研究。由十多普勒頻移是低軌道小衛(wèi)星信道傳輸?shù)奶攸c，首先從衛(wèi)星移動信道的傳輸特性出發(fā)，分析了多普勒效應的形

2、成及其特性，以及多普勒效應對傳輸信號的影響:在此基礎上，根據(jù)最大似然準則的統(tǒng)計信號處理理論，對參數(shù)估計算法進行了分析，得到了接收信號參數(shù)估計的基木方法，為接收信號頻率同步估計的設計打下理論基礎之后簡要介紹了CDMA通信系統(tǒng)原理和信號模型，特別對同載波頻率估計密切相關的擴頻序列同步方法進行了分析從多普勒載波頻偏對CDMA接收信號的影響入手，設計了采用時延頻率二維搜索輔助的反饋環(huán)路載波頻率同步估計方法，對估計方法的算法結構性能進行了分析和仿

3、真。所設計的載波頻率估計方法，把頻偏估計分成時問頻率二維聯(lián)合檢測和后級剩余頻率同步估計部分，通過串并結合的算法結構、選擇合適的搜索算法以及有效增大頻率間隔等方法來實現(xiàn)在大多普勒偏移情況下的載波頻率估計，具有較低的平均檢測時間性能，并達到減小捕獲誤差的目的，而且系統(tǒng)實現(xiàn)相對簡單?！娟P鍵詞】衛(wèi)星通信，碼分多址(CDMA)，多普勒，頻率估計，同步中國科學院上海微系統(tǒng)與信忠技術研究所碩士學位論文CDMA低軌衛(wèi)星通信中載波司步枝術的研究第一章緒論

4、通信技術的進步對人類社會的文明和進步產(chǎn)I:.了深刻的影響個人通信這概念的提出更是為人類未來的通信服務展示了美好的前景所謂個人通信，即無論了〔何人，在任何時候和任何地方都能和世界上其他任何人進行通信。它的發(fā)展將使人類進入一個全新的信息時代。目前，隨著微電子、計算機等技術的飛速發(fā)展，這夢想正在變成現(xiàn)實。而衛(wèi)星通信系統(tǒng)由」其通信撇離遠、覆蓋面積大、小受地理條件限制、傳輸容量大、實現(xiàn)靈活等一系列的特點，無疑將會在未來全球個人通信中扮演重要的角色

5、。自1965年成功發(fā)射第一顆國際商用通信衛(wèi)星至今，衛(wèi)星通信經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展歷程，從早期基于大口徑天線的固定衛(wèi)星通信、發(fā)展到現(xiàn)在面向個人的全球或區(qū)域的新一代衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，其通信技術和業(yè)務提供能力，都己經(jīng)得到了氣速發(fā)展。正在蓬勃發(fā)展的低軌道(LEO)小衛(wèi)星通信系統(tǒng)即是其中一個重要的組成部分[u互1.1低軟道(L印)小衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)簡介實際上，70年代初最早出現(xiàn)的衛(wèi)星通信就是從低軌道衛(wèi)星開始的。但在過去20多年中一直都沒有受到很好的重

6、視，它的發(fā)展遠不及大功率高軌道衛(wèi)星。然而，雖然高軌道同步靜止軌道(GEO)衛(wèi)星通信技術比較成熟，具有衛(wèi)星數(shù)量少、全球覆蓋、跟蹤控制簡單等優(yōu)點，但隨著移動通信需求的急劇增長，其在新的移動通信時代中的缺點同樣明顯:(1)終端笨重，不能適應小型靈巧手持機型個人通信的需求(2)從空間段至地面用戶終端均體現(xiàn)出其價格昂貴，難以適應全球At遍服務這一未來信息社會基本要求。(3)軌道H益擁擠，容量能力有限。(4)移動用、’與移動用戶間連接需經(jīng)GEO衛(wèi)星

7、完成，時延大，卜〕聲抑制要求難度大、費用高。而采用小衛(wèi)星的低軌道(LEO)衛(wèi)星系統(tǒng)正好可以克服這些缺點。由于小衛(wèi)星一般采用從500公里到1500公里高度范圍內(nèi)的軌道，僅是高軌道(GEO)衛(wèi)星的_卜分之一至八十分之一，所以其路徑損耗通常比高軌道衛(wèi)星低很多，所發(fā)射的功率是高軌道衛(wèi)星的二百分之一至二千分之一，傳播時延僅為高軌道衛(wèi)星的兒十分之，這對實現(xiàn)終端手持化和達到話音通信所需要的時延要求是很必要的。雖中國科學院上海獄系統(tǒng)與信息技術研究所碩士