深空測控通信系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、深空探測是指對月球及更遠(yuǎn)的天體和空間的探測。進(jìn)入21世紀(jì)，人類深空探測的步伐不斷加快，深空探測已成為繼應(yīng)用衛(wèi)星、載人航天之后的第三大航天活動。深空探測能力不僅是先進(jìn)空間科學(xué)技術(shù)的標(biāo)志，也是一個國家科技水平與綜合實(shí)力的集中體現(xiàn)。在深空探測任務(wù)中，測控通信系統(tǒng)是連接探測任務(wù)各環(huán)節(jié)的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”，它肩負(fù)著跟蹤定位、姿態(tài)控制、傳輸遙控指令、遙測信息和語音/視頻數(shù)據(jù)等功能，因此測控通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行是深空探測任務(wù)成功的重要保證。
　　隨著空

2、間探測范圍的擴(kuò)展，深空測控通信系統(tǒng)面臨著許多新的問題。例如，星地之間的超遠(yuǎn)距離通信，不僅導(dǎo)致了巨大路徑傳播損耗和超長時延，而且增加了對探測器進(jìn)行高精度跟蹤定位和實(shí)時測控的難度。由于探測器、地球和被探測星體之間的相對運(yùn)動，導(dǎo)致星地鏈路頻繁中斷；從而要求空間探測器具有一定的自主性，以便相互之間能夠協(xié)作通信。本文針對深空測控通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵問題進(jìn)行了深入研究。其中，具體研究內(nèi)容如下：
　?。?）深空通信鏈路設(shè)計(jì)與參數(shù)優(yōu)化：1）基于CCS

3、DS-401協(xié)議提出了一種統(tǒng)一規(guī)范的深空通信鏈路預(yù)算流程，設(shè)計(jì)了深空通信鏈路預(yù)算軟件。2）提出了基于余量等均準(zhǔn)則的調(diào)制指數(shù)優(yōu)化算法。3）提出了一種月表無線電波傳播損耗分段預(yù)測模型。
　　（2）深空通信中的MIMO技術(shù)：1）針對多天線深空中繼通信系統(tǒng)，推導(dǎo)了該系統(tǒng)的中斷概率和遍歷信道容量。2）針對深空MIMO無線信道的建模仿真問題，提出了一種簡單高效的Nakagami-MIMO空時相關(guān)衰落信道仿真模型。
　?。?）深空測控中的