近幾年,高超聲速飛行器成為航空航天領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),而可靠測控通信技術(shù)作為其飛行時的“耳目”也成為重點(diǎn)關(guān)注技術(shù)之一。高超聲速飛行器的高速機(jī)動飛行時與地面測控通信站徑向之間存在高速相對運(yùn)動,致使接收信號帶有極大的多普勒頻偏及多普勒一次變化率。高超聲速飛行器以10~25馬赫的速度在Ka通信頻段下高速飛行時,產(chǎn)生的多普勒頻偏可高達(dá)453 kHz~1.133 MHz,多普勒變化率可達(dá)100 kHz/s,大動態(tài)多普勒將給現(xiàn)有的測控通信體制帶來巨大挑戰(zhàn),進(jìn)而導(dǎo)致測控信息正確解調(diào)和飛行器執(zhí)行任務(wù)的失敗。本文主要針對高超聲速飛行器測控通信中大動態(tài)多普勒帶來的挑戰(zhàn),探索了與常規(guī)方法不同的研究思路,提出了多普勒分集與多普勒頻移快速粗捕相結(jié)合的快速傳輸方案和整體思路。該方案具體思路為:首先通過快速粗捕獲對大多普勒頻偏及其變化率進(jìn)行粗略的估計(jì),經(jīng)補(bǔ)償將多普勒頻偏縮減至多普勒分集處理能力范圍之內(nèi),然后將攜帶殘余多普勒頻偏的信號交給多普勒分集系統(tǒng)處理,最后完成數(shù)據(jù)準(zhǔn)確解調(diào)。相較于傳統(tǒng)鎖頻鎖相環(huán)捕獲跟蹤方法高精度、易失鎖的缺陷,本文所提方法的好處在于降低多普勒捕獲精度的要求,大量節(jié)省捕獲時間,使用多普勒分集取代鎖頻鎖相環(huán)的實(shí)時跟蹤,巧妙的避免了復(fù)雜度高及多普勒頻偏動態(tài)變化時引發(fā)的失鎖問題。在總體方案和思路指導(dǎo)下,本文進(jìn)一步探索了兩種具體的多普勒分集傳輸實(shí)現(xiàn)方法。(1)提出了一種基于頻偏搬移的多普勒分集接收方法。該方法對帶有殘余多普勒頻偏的補(bǔ)償信號進(jìn)行頻偏搬移,產(chǎn)生多支路信號副本,通過合并來增強(qiáng)信號能量獲得多普勒分集增益。仿真結(jié)果表明,快速粗捕方法在低信噪比(-5 dB)條件下能夠?qū)Χ嗥绽疹l偏及其變化率均可完成100%粗捕獲。殘余多普勒頻偏在1 kHz的條件下,降低歸一化多普勒頻偏至0.01,將此時的頻偏搬移量修正為0.4/T,能夠獲得更優(yōu)的多普勒分集性能。故本方法在一定條件下,相較于傳統(tǒng)捕獲跟蹤方法,將多普勒頻偏粗捕獲至1 kHz以內(nèi),就可以更快的完成高超聲速飛行器的測控通信。(2)提出了一種預(yù)編碼聯(lián)合塊反饋均衡的多普勒分集傳輸方法。針對多普勒分集接收方法系統(tǒng)性能受信道估計(jì)誤差影響而較差的問題,本方法進(jìn)一步通過對發(fā)送和接收聯(lián)合設(shè)計(jì)以提升系統(tǒng)性能。該方法通過發(fā)送預(yù)編碼將每一個符號信息擴(kuò)散到整個傳輸塊上,利用基于軟判決塊反饋均衡器通過迭代的方式,對整個數(shù)據(jù)塊搜集每個符號信息,獲得多普勒分集增益。仿真結(jié)果表明,當(dāng)殘留多普勒頻偏為1 kHz時,通過5次迭代能夠使誤碼率性能達(dá)到10~(-3),相較于多普勒分集接收方法系統(tǒng)性能得到改善。
【學(xué)位單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：V351.36;V556
【部分圖文】：

快衰落慢衰落圖2.1 衰落信道的分類電波信號的傳播需要憑借一定的媒質(zhì)空間，其在媒質(zhì)空間中會產(chǎn)生反射、衍射和散射，使得電波信號產(chǎn)生衰落。如圖 2.1 是衰落信道的分類。信道衰落通常情況下分為大、小尺度兩種衰落。其中，大尺度衰落是在相對路徑很大的情況下，由于路徑損耗以及陰影效應(yīng)產(chǎn)生的，其導(dǎo)致接收符號功率均值大幅衰減。一般不同地形的傳播路徑產(chǎn)生不同程度的路徑損耗，另外，發(fā)送功率在長距離的傳播過程中產(chǎn)生的擴(kuò)散也帶來不小的路徑損耗，而陰影效應(yīng)通常是指無線電波信號在傳輸過程中遇到山體、建筑

90 圖2.6 時域串行捕獲流程圖基于 FFT 的頻域并行捕獲方法，利用時頻變換關(guān)系，能夠?qū)r域相關(guān)搜索變換到頻域相乘搜索，其捕獲過程如圖 2.7 所示。首先，讓本地生成的擴(kuò)頻序列與中頻信號相乘，對解擴(kuò)的信號做 FFT 變換轉(zhuǎn)換到頻域，通過平方操作可以消除未知的碼元信息，然后在頻域進(jìn)行譜峰搜索，若本振頻率與輸入信號的頻率相近，則在所有譜峰中會得到一個最大的峰值，則該峰值所在位置的頻率就認(rèn)為是捕獲到的多普勒頻偏。該方法通過并行搜索大幅降低了搜索次數(shù)

頻域并行捕獲流程圖

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3 李崗;;分集接收技術(shù)在水下通信中的研究[J];通信技術(shù);2007年11期

4 吳健,唐海,馮志超;光分集接收中的孔徑效應(yīng)[J];成都電訊工程學(xué)院學(xué)報(bào);1988年04期

5 鄔法o[;;采用分集接收的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果分析[J];北京郵電學(xué)院學(xué)報(bào);1963年S1期

6 李堅(jiān);駱曹飛;;用于猝發(fā)通信的短波分集接收技術(shù)[J];通信對抗;2008年03期

7 羅萬團(tuán);方旭明;程夢;趙亞軍;;高速鐵路移動通信系統(tǒng)多天線分集接收方案[J];通信學(xué)報(bào);2014年06期

8 謝俊國;;多天線智能分集接收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J];電腦與電信;2014年07期

9 余順園;;基于多天線分集接收的信號調(diào)制識別[J];中國新技術(shù)新產(chǎn)品;2010年20期

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4 鎖光輝;李光球;;MRC分集接收CE-OFDM系統(tǒng)性能分析[A];浙江省電子學(xué)會2011學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

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9 涂秀梅;OFDM系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[D];南京理工大學(xué);2003年

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本文編號：2821487