衛(wèi)星通信系統(tǒng)中快速仿真方法的研究.pdf

1、本文對衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的快速仿真方法做了大量深入研究,特別是針對我國近期航天測控技術(shù)發(fā)展的研究重點"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)答機的系統(tǒng)設(shè)計和高速數(shù)傳信道編碼的選擇和設(shè)計中,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、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)化問題.本文首先根據(jù)我國航天事業(yè)發(fā)展對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),捕獲時間短,低功耗等,在其系統(tǒng)的設(shè)計和優(yōu)化中,擯棄了傳統(tǒng)的公式計算、經(jīng)驗值補償及硬件測試等方法,通過深入的研究,提出了一種通過重要性抽樣建立系統(tǒng)參數(shù)與性能的直接關(guān)系,在準確的快速仿真中優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)的全新設(shè)計方法.通過在系統(tǒng)設(shè)計之初就了解各種參數(shù)對系統(tǒng)的影響及其相互關(guān)系,可以方便的進行系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化和改進,進而使整個通信系統(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到最大.在基于FPGA實現(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),其性能達到并超過了指標要求,同仿真結(jié)果的比較表明,重要性抽樣快速仿真方法是復雜衛(wèi)星通信系統(tǒng)設(shè)計和性能預(yù)測的有用工具,滿足了我們對系統(tǒng)高效、經(jīng)濟、最優(yōu)的設(shè)計要求.本文針對目前Turbo碼、乘積碼和低密度校驗(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,通過仔細設(shè)計對現(xiàn)在幾乎所有的高性能信道編碼都

4、可以在短時間內(nèi)做出AWGN信道下性能的快速仿真估計,在信道編碼性能的通用仿真工具設(shè)計中做出了有益的貢獻,提供了一條通過在誤碼率、編譯碼復雜度、編碼效率等性能間做出權(quán)衡,選擇和設(shè)計信道編碼的途徑.本文通過上述方法對TDRSS高速數(shù)傳的信道編碼作了選擇和設(shè)計,極大的簡化了性能分析所需的工作,達到了以下要求:●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.●在滿足延時等要求下,保證地球觀測