航天CCSDS标准中GMSK改进技术研究

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1、中图分类号：TN911．3UDC：085208论文编号：102870413．SZ020硕士学位论文航天CCSDS标准中GMSK改进技术研究研究生姓名专业类别专业领域指导教师刘晓月工程硕士电子与通信工程党小宇副教授南京航空航天大学研究生院电子信息工程学院二O一二年十二月lIllllllllllllllIllUIY2446368NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofElectronicandInformationEngineeringTheResearchof

2、ImprovedTechniqueofGMSKontheSpaceCCSDSStandardAThesisinEngineeringMaster,ElectronicandCommunicationEngineeringbyLiuXiaoyueAdvisedbyAssoc．Prof．DangXiaoyuSubmiaedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDecember,2012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

3、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：童l盟目日期：趁垃：互!f金南京航空航天大学全日制专业学位硕士学位论文摘要随着深空探测任务在国内的进一步开展，深空中的高质量远距离通信更成为航天人目前亟待解决的问题之一。由于目前国内深空通信存在传输速率低、多普勒频移大、功率

4、受限等问题，深空通信中的调制解调等关键技术的研究就变得尤为重要。本文研究具有恒包络特性的连续相位调制技术，可以满足未来不断增长的功率高效和频谱高效的深空通信发展需求。本文是在航天通信CCSDS标准GMSK调制技术的基础上，提出了一种具有恒包络特性的三进制GMSK调制解调方案，对其关键技术进行了理论分析、算法仿真以及基于FPGA硬件平台的实现，最后完成指标测试。论文首先建立三进制GMSK调制方式的数学模型，在高斯白噪声信道的基础上研究了全响应和部分响应情况下的相干解调算法，并分析性能。其次对接收系统中的载波同步环路进行了研究，分析了环路参数的设计方法，确定了三

5、进制GMSK信号的锁相环路数学模型，并对其进行了算法级的MATLAB仿真。接着研究了定时同步中比较常用的两种算法：迟早门算法和Gardner算法，并将研究重点放在了Gardner算法上，对其各个模块进行了原理性分析，数值仿真和性能分析。最后在FPGA硬件平台上对三进制GMSK信号调制解调算法进行了功能验证和指标测试，证明了系统设计的可行性。本课题成功实现了三进制GMSK信号发射和接收的数据传输系统，为深空通信中下行系统的高速数据传输做了技术储备。关键词：深空通信，三进制GMSK，调制解调，载波同步，定时同步航天CCSDS标准中GMSK改进技术研究ABSTRA

6、CTWiththefurtherdevelopmentofdeepspaceexplorationmissioninchina,thehiIghqualityoflong-distancecommunicationsfordeepspacehasbecomeoneoftheproblemstobesolvedbytheastronauts．Duetothelowtransmissionrate，thelargeDopplerfrequencyshiftandpowerlimitation，studyingthekeytechnologyaboutmodula

7、tionanddemodulationindeepspacecommunicationbecomesparticularlyimportant．Thispaperstudiescontinuousphasemodulationwithconstantenvelopecharacteristics，tomeetthegrowingdevelopmentsofpower-efficientandspectrum-efficientcommunicationneeds．BasedonGMSKmodulationtechnologyofthespacecommuni

8、cationCCSDSstandard，thisar