深空通信调制解调系统的设计与实现

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1、中图分类号：TN927论文编号：102870416-S003学科分类号：080902硕士学位论文深空通信调制解调系统的设计与实现研究生姓名谷雨学科、专业电子科学与技术、电路与系统研究方向数字通信系统指导教师王成华教授南京航空航天大学研究生院电子信息工程学院二О一五年十二月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofElectronicandInformationEngineeringDesignandImplementationofModulationan

2、dDemodulationSystemforDeepSpaceCommunicationAThesisinElectronicScienceandTechnologybyGuYuAdvisedbyProf.WangChenghuaSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDecember,2015承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发

3、表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要深空通信技术是进行一切深空探测活动的基础，深空探测任务中的数传和遥测信息都要通过通信系统进行传递。作为深空通信系统信息传输的载体，调制解调技术是深空通信系统中的重要环节，因此有必要研究用于深空信道的调制解调关键技术以及系统模型。本文对适用于深空通

4、信的调制解调技术进行了研究，并设计和实现了一个同时具备多种调制解调方式、多种数据速率和深空信道仿真功能的调制解调系统，是一个可以用于研究深空通信系统的实验平台，对深空通信技术的研究具有重要意义。首先，本文介绍了深空通信技术的研究背景和发展现状，阐述了深空通信调制解调技术的研究意义。对适用于深空通信系统的恒定包络调制技术进行了理论研究和仿真，并对深空信道的特性和参数进行了一定的研究。其次，对多调制解调系统的总体方案进行了设计，设定了系统指标，以软件无线电的方式对系统进行了实现。通过DSP模块发起的EDMA数据传输方式，分别实现了发射机软件和接收机软件与系

5、统硬件部分的数据通信。在FPGA单元内实现了插值、上下变频和信道仿真等运算，并通过Costas环实现了对接收信号的载波同步以实现对接收信号的相干解调。然后，对系统的软件部分的总体结构进行了设计与实现，编写了实现软硬件通信的PCI驱动程序。对发射机软件部分，采用正交调制方式实现了BPSK、QPSK、FM、PM、OQPSK、GMSK和FQPSK七种调制方式，通过插值滤波实现了12种不同的传输速率，以软件对信道参数进行配置，在接收机软件部分通过迟早环对基带信号进行符号同步以实现解调运算。最后，根据测试方案对系统进行了测试与联调，验证了系统各部分的功能与参数指

6、标。测试结果表明本调制解调系统功能完善、运行良好，能够满足各项设计指标，为深空通信系统的研究与仿真提供了良好的实验与测试平台。关键词：深空通信，调制解调系统，PCI，DSP，FPGAi深空通信调制解调系统的设计与实现ABSTRACTDeepspacecommunicationtechnologyisthebasisofdeepspaceexplorationactivities,allthedatatransmissionandremotesensinginformationofdeepspaceexplorationtasksshouldbepass

7、edthroughthecommunicationsystem.Asacarrierofthedeepspacecommunication,thetechnologyofmodulationanddemodulationisakeylinkindeepspacecommunicationsystem,soitisnecessarytostudythecommunicationmodelusedindeepspacechannelandthekeytechnologyofmodulationanddemodulation.Thispaperstudied

8、thetechnologyofmodulationanddemodulationfordeep