自适应编码调制技术在卫星通信中的应用

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1、自适应编码调制技术在卫星通信中的应用雷花2016年01月中图分类号：TN927+.2UDC分类号：621.39自适应编码调制技术在卫星通信中的应用作者姓名雷花学院名称信息与电子学院指导教师李祥明教授答辩委员会主席安建平教授申请学位工学硕士学科专业信息与通信工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2016年01月ApplicationofAdaptiveCodingandModulationinSatelliteCommunicationCandidateName：HuaLeiSchoolorDepartment:InformationandElectronic

2、sFacultyMentor:Prof.XiangmingLiChair,ThesisCommittee:Prof.JianpingAnDegreeApplied:MasterofPhilosophyMajor：InformationandCommunicationEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：January，2016研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文

3、中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要在无线通信体系中，由于开放的通信信道条件，卫星通信系统中通信链路容易受到平均大气条件的影响，尤其是采用Ka波段的高频信号的系统，容易受到降雨造成的雨衰影响，严重影响了系统的有效性和可靠性。数字系统中，通常可以通过信道编码来提高可靠性，而采用调制来保证有效性。采用低阶调制和大冗余编码实现可靠性的提高方案中，当信道信噪

4、比较高时，制约了系统的效率。采用高阶调制和少冗余编码实现有效性的提高的方案中，当信道信噪比过低，无法保障通信可靠稳定地进行。针对功率和频带受限的卫星通信系统，自适应编码调制技术具有对抗雨衰等干扰的作用，能够提高通信系统的吞吐量。本文针对Ka频段卫星通信系统，由于其受降雨衰减影响严重，在功率和频带受限的条件下，为对抗降雨对通信链路的衰减影响，采用自适应编码调制技术，提高系统性能。首先，通过分析卫星通信频率和地面站地理条件与降雨衰减的关系，讨论雨衰对系统的影响以及衰减值的度量，由此建立Ka频段固定卫星信道的衰减模型。然后，设计自适应编码调制方案，采用LDPC编码方

5、式，结合QPSK、8PSK和16APSK调制方式构成编码调制映射图案，在接收端进行实时信噪比估计并传送至发送端，发送端按照预定映射关系调整编码码率和调制方式，并采用特定的帧格式完成传输。在已建立的信道模型基础上，对所设计的自适应编码调制方案进行分析，通过仿真论证自适应策略，并对采用所设计的自适应编码调制方案的系统进行吞吐量性能分析，并分析自适应传输系统的抗雨衰性能，得出采用自适应传输系统具有必要性和优势的结论。最后，说明自适应传输中涉及到的多载波多速率调制信号的产生和合并过程，给出自适应传输中信号处理过程和分析，介绍了本文中实现的系统组成和功能，并给出系统实现

6、的整体方案，结合监控自适应编码调制系统的监控软件的设计实现，完成系统的实际测试并给出测试结果。本文整体从研究意义到研究方案设计以及可行性论证，并通过工程实践，实现了自适应编码调制传输系统。通过测试结果表明实际系统工作效果符合设计目标，满足按照既定图案切换速率的要求，达到要求性能指标。关键词：Ka波段；雨衰；衰减信道模型；自适应编码调制；速率逐帧可变；低密度校验码；多载波多速率；I北京理工大学硕士学位论文AbstractInwirelesscommunicationfiled,duetotheopencommunicationchannelconditions,

7、communicationlinksofsatellitecommunicationsystemsaresusceptibletotheimpactoftheaverageatmosphericcondition.Inparticular,thehighfrequencysatellitesystembasedonKa-bandareeasilyinfluencedbyrainattenuation,whichSeriouslyaffectedtheeffectivenessandreliabilityofthesystem.Fordigitalsystems

8、,thereliabilitycanb